下頜骨缺損是頜面外科臨床常見的疾病。缺損的原因常見于外傷、感染、腫瘤切除手術(shù)等,也可見于某些先天性畸形。理想的頜骨缺損重建不光要求恢復(fù)正常的面部外形,更需要恢復(fù)咬合功能。這便要求恢復(fù)骨性的牙槽嵴,以利植入種植體修復(fù)牙列。目前,臨床上最常用的下頜骨缺損修復(fù)方法是骨移植,包括單純游離骨移植和血管化骨瓣移植。不過這兩種骨移植方法均完全依靠手術(shù)過程中術(shù)者對(duì)骨塊進(jìn)行手工塑形,耗費(fèi)手術(shù)時(shí)間,且難以獲得理想的形態(tài)修復(fù)。過去的十年中,一種工程制造的新技術(shù)——快速成形技術(shù)被引進(jìn)到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域�？焖俪尚渭夹g(shù)善于精確制造復(fù)雜實(shí)體,能夠制造出結(jié)構(gòu)與形狀精確匹配的頜面骨替代物,尤其對(duì)于臨床上常規(guī)方法難以完成的復(fù)雜的面部缺損重建,具有重要意義。在頜面畸形與缺損的整復(fù)中,可針對(duì)不同個(gè)體,快速而準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)并制作出個(gè)體化的修復(fù)體。利用快速成形技術(shù)可以在術(shù)前完成修復(fù)體的設(shè)計(jì)制作,因而術(shù)中無需對(duì)修復(fù)體塑形,且精確的制作能使修復(fù)體快速準(zhǔn)確就位,在獲得良好的面部外形重建的同時(shí),可以有效縮短手術(shù)時(shí)間[1]。如果能夠?qū)⒖焖俪尚沃圃斓男迯?fù)體和骨移植結(jié)合相結(jié)合,則有望實(shí)現(xiàn)外形和功能兼得的仿生學(xué)修復(fù)。 本研究通過一系列的實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)、應(yīng)用并改進(jìn)了快速成形植骨支架:利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與快速成形技術(shù),制作個(gè)體化的骨移植托槽,用于松質(zhì)骨移植恢復(fù)下頜骨的骨連續(xù)性,期望植骨成活后,作為牙種植體的骨性支持,最終修復(fù)咀嚼功能,從而實(shí)現(xiàn)功能修復(fù)。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床初步應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)快速成形植骨支架最主要的問題:應(yīng)力屏蔽效應(yīng)。并最終通過優(yōu)化植骨托槽的設(shè)計(jì)方案,使之減少剛性,而使咬合應(yīng)力能夠傳導(dǎo)到植骨塊,從而有利于植骨的改建和代謝。 本研究共分為五個(gè)實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)一:利用快速成形支架結(jié)合自體松質(zhì)骨移植修復(fù)下頜骨缺損:動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究 本實(shí)驗(yàn)利用快速成形支架結(jié)合自體骨移植修復(fù)下頜骨節(jié)段性缺損,期望實(shí)現(xiàn)功能和形態(tài)兼顧的理想修復(fù)效果。并探討應(yīng)用核醫(yī)學(xué)方法監(jiān)測(cè)鈦支架內(nèi)部移植骨的轉(zhuǎn)歸情況。以10只雜種犬作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。通過螺旋CT采集犬頭顱CT圖像,建立CAD模型,在模型上制造一側(cè)下頜骨4cm長(zhǎng)的節(jié)段性缺損,并利用鏡像對(duì)稱重構(gòu)缺損區(qū)域,設(shè)計(jì)完全匹配的個(gè)體化的植入支架,通過快速成形技術(shù)獲得樹脂模型,再鑄造得到鈦支架。然后手術(shù)制造下頜骨缺損,植入鈦支架,并在支架內(nèi)充填碎髂松質(zhì)骨。術(shù)后2、4、8、12及24周進(jìn)行核素骨顯像檢查,連續(xù)觀察移植骨的核素分布情況,判斷植骨是否成活。結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后植骨區(qū)域較對(duì)側(cè)正常下頜骨有明顯的核素濃聚。核素計(jì)數(shù)比值半定量分析發(fā)現(xiàn)術(shù)后2周時(shí),植骨區(qū)和對(duì)照側(cè)核素計(jì)數(shù)比值最大,此后呈逐漸下降趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)說明快速成形支架結(jié)合自體骨移植植入下頜骨缺損區(qū)后,植骨塊能夠成活。利用核素骨顯像監(jiān)測(cè)金屬支架內(nèi)移植骨成活的方法是可行的。 實(shí)驗(yàn)二:利用快速成形技術(shù)精確重建下頜骨間斷性缺損的臨床研究 本實(shí)驗(yàn)中,利用個(gè)體制造的鈦支架結(jié)合自體髂松質(zhì)骨移植,修復(fù)6例因?yàn)橥鈧蛘吣[瘤截除的下頜骨。個(gè)體制造的鈦支架是應(yīng)用RE/CAD/RP技術(shù)制造而得。通過螺旋CT掃描獲得數(shù)字三維模型,在模型中,通過鏡像對(duì)稱方法,將正常側(cè)下頜骨的鏡像圖像覆蓋缺損區(qū),以恢復(fù)良好的面部對(duì)稱性�；阽R像圖像設(shè)計(jì)骨移植支架,并通過快速成形制造出支架模型,模型包埋后利用和鑄鈦方法得到個(gè)體化的鈦支架。利用該個(gè)體化的支架,結(jié)合自體髂骨移植,重建下頜骨缺損。在其中一例中,試行種植義齒,以恢復(fù)咬合。結(jié)果在6例患者中,利用快速成形技術(shù)制作的鈦支架和各自的下頜骨殘端精確匹配。使下頜骨重建手術(shù)很容易,而且節(jié)省時(shí)間,術(shù)后獲得了滿意的面部對(duì)稱性。經(jīng)過平均4年的隨訪,在5例未進(jìn)行種植修復(fù)的患者中,均無嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。而在隨訪病例復(fù)查X線片時(shí)發(fā)現(xiàn),植骨槽內(nèi)呈現(xiàn)低密度影,提示骨移植到植骨槽內(nèi),并沒有完成骨改建形成良好的骨修復(fù)。而且在一例進(jìn)行咬合重建的病例中,咬合重建只持續(xù)了一年,終因骨吸收和感染而告失敗。實(shí)驗(yàn)說明,通過快速成形技術(shù)制作的個(gè)體化支架應(yīng)用于下頜骨修復(fù),能夠獲得滿意的面部外形�？焖俪尚渭夹g(shù)為臨床下頜骨重建提供非常實(shí)用的技術(shù)支持。然而,鑄造的鈦支架的剛性可能對(duì)支架內(nèi)填充的移植骨塊產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力遮擋,這可能導(dǎo)致植骨的廢用性萎縮。因此,需要對(duì)支架做進(jìn)一步的改進(jìn)以利下頜骨的功能性重建。 在進(jìn)一步的研究中,我們致力于通過改變植骨支架的設(shè)計(jì),而促進(jìn)植骨的成活和改建。在改進(jìn)支架設(shè)計(jì)過程中,我們主要從兩個(gè)方面入手:1、減小支架的體積。對(duì)于外形而言,僅修復(fù)完好的頰面形態(tài),即可滿足醫(yī)生和患者對(duì)面部外形的要求。現(xiàn)有的快速成形支架體積巨大,形成血供阻擋,不利于植骨的成活和改建,因而,在保證足夠強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,設(shè)法減少植骨支架的體積和面積,理論上可以增進(jìn)骨改建。因此我們考慮,僅通過RP技術(shù)設(shè)計(jì)植骨槽的頰面,通過貼附式植骨,將植骨塊固定在修復(fù)體的舌側(cè)。如此,植骨塊只有頰側(cè)存在金屬支架對(duì)血運(yùn)的阻擋,而舌側(cè)仍然可以與周圍軟組織很好的接觸,增強(qiáng)了血液供應(yīng)并有利于肌肉的附著。2、通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),降低鑄造鈦支架的剛性,以期減少支架對(duì)內(nèi)部游離植骨的應(yīng)力屏蔽和血運(yùn)阻擋等不利影響。通過改進(jìn)植骨支架的曲面結(jié)構(gòu),使對(duì)于其中的植骨的應(yīng)力屏蔽效應(yīng)達(dá)到最小化。 實(shí)驗(yàn)三:個(gè)體化快速成形鈦重建板應(yīng)用于下頜骨缺損的修復(fù) 通過減小支架的面積,只保留托槽支架的頰側(cè)面,結(jié)合塊狀自體髂松質(zhì)骨塊,修復(fù)下頜骨缺損。通過犬動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),固定在在頰面板支架舌側(cè)的有軟組織附著則有良好的骨塊形成,植骨塊的頰側(cè)緊鄰重建板,被重建板阻擋了血運(yùn),因而成骨不佳,發(fā)生骨吸收、纖維化,甚至于形成死骨。結(jié)果說明,應(yīng)用頰面板形式的個(gè)體化重建板尚不能完全解決血運(yùn)阻擋的問題,因?yàn)轭a面板無法承載顆粒狀植骨,只能以大塊骨固定在頰面板上,而塊狀的植骨不利于血供的滲透,加上支架的阻擋,所以容易壞死。 實(shí)驗(yàn)四:下頜骨植骨支架的優(yōu)化設(shè)計(jì) 通過三維有限元分析方法分析正常下頜骨的受力和應(yīng)變分布。運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)下頜修復(fù)體進(jìn)行CAD建模和力學(xué)分析研究,在常規(guī)托槽型鈦下頜植骨支架的基礎(chǔ)上對(duì)下頜修復(fù)體體部進(jìn)行柔性結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。引入骨應(yīng)力重建理論作為理論依據(jù),對(duì)骨移植托槽支架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。以使支架能夠在保證安全,不至于折斷的條件下,更多的植骨能夠處于有利于成骨的應(yīng)變范圍。通過綜合比較一系列的柔性化設(shè)計(jì),我們選擇了一種體部開槽的彈簧狀支架。 實(shí)驗(yàn)五:柔性化快速成形下頜骨植骨支架應(yīng)用于下頜骨缺損重建的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究 進(jìn)一步通過以雜種犬的動(dòng)物實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)四得出的柔性植骨支架對(duì)促進(jìn)移植骨成骨的作用。以9只雜種犬作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)后的支架作為假體,修復(fù)犬下頜骨體部40mm長(zhǎng)的節(jié)段性缺損。修復(fù)術(shù)后通過核醫(yī)學(xué)方法檢測(cè)支架內(nèi)部填充游離自體移植骨的成活狀態(tài),取材后通過大體標(biāo)本觀察和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),評(píng)價(jià)支架內(nèi)植骨改建后的形態(tài)和強(qiáng)度。并和托槽型支架結(jié)果進(jìn)行比較。術(shù)后核醫(yī)學(xué)檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),柔性支架內(nèi)部的自體移植骨具有更高的活性。取材后見實(shí)驗(yàn)組各個(gè)標(biāo)本成骨良好,移植骨改建后不同程度地將支架包裹。有1例在術(shù)后1月左右發(fā)生支架折斷,但取材后發(fā)現(xiàn)成骨良好,完全將支架包裹。實(shí)驗(yàn)說明經(jīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的快速成形支架能夠有效的降低鈦支架對(duì)內(nèi)部植骨的應(yīng)力屏蔽及其它不利影響,相對(duì)常規(guī)孔槽狀支架更有利于內(nèi)部植骨的成活。
【學(xué)位單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：R782.4
【部分圖文】：

第四軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文層疊加"， 類似于數(shù)學(xué)上的積分過程。形象地講，快速成形系統(tǒng)就像是一臺(tái)"立體打印機(jī)"。[71]2.2 快速成形技術(shù)的分類：快速成形將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)物模型，目前，比較成熟的技術(shù)有以下幾種：2.2.1 立體平版印刷（Stereolithography，SLA）又稱立體光刻法。[72,73]通過計(jì)算機(jī)生成零件三維 CAD 模型,然后切片軟件將三維 CAD 模型分層,得到各層面的輪廓信息,在計(jì)算機(jī)控制下按零件的各分層截面信息，紫外激光在光敏樹脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，被掃描區(qū)域的樹脂薄層（<0.5 mm）產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而迅速固化，形成零件的一個(gè)薄層。每層固化完畢后，工作臺(tái)下移一個(gè)層厚的距離，在已固化的樹脂表面再成形疊加一層新的液態(tài)樹

張富強(qiáng)等[103]設(shè)計(jì)的下頜骨支架 CAD 模型Pechitt 等[104]采用快速成形技術(shù)為一例因鱗癌切除造成的半側(cè)下頜骨缺損 患 者 制 作 了 個(gè) 體 化 下 頜 骨 鈦 支 架 (Titanium-coated hollow-screwreconstruction plate, THORP)，以及用于覆蓋義齒修復(fù)的樁核，修復(fù)了患者缺失的牙列和面部畸形。圖 3，Pechitt 等[104]等設(shè)計(jì)的 THORP 鈦支架

第四軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文2) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物采取左側(cè)臥位，固定四肢及上下頜于手術(shù)臺(tái)。3) 建立靜脈通道：選擇后肢跖背靜脈或位于小腿后部的外側(cè)隱靜脈，緩慢靜滴 250ml 0.9％氯化鈉注射液＋青霉素 80 萬 U＋維生素 C 1g。4) 口內(nèi)消毒，行右側(cè)下牙槽神經(jīng)阻滯麻醉。5) 分離牙齦。.6) 利用電動(dòng)砂片分冠，從雙根牙的牙冠正中剖開，敲擊挺松后逐個(gè)拔除。盡量保持牙根完整拔出。

【參考文獻(xiàn)】

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1 應(yīng)航,呂榮坤;應(yīng)力環(huán)境對(duì)骨重建的影響[J];浙江中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2000年06期

2 李滌塵;王永信;盧秉恒;;快速成形技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)[J];電加工與模具;2009年S1期

3 吳俊偉,彭國光;同種異體骨移植重建下頜骨的臨床評(píng)價(jià)[J];廣東醫(yī)學(xué);2005年03期

4 劉曉梅,李增炎;放射性核素骨顯像在臨床骨科的新進(jìn)展[J];中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志;2005年05期

5 楊辛;牽張成骨在下頜骨缺損修復(fù)中的應(yīng)用和進(jìn)展[J];國外醫(yī)學(xué).口腔醫(yī)學(xué)分冊(cè);2004年02期

6 李彬,張西正,張永亮,郭勇,李瑞欣;骨組織工程中的應(yīng)力與生長(zhǎng)[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè);2003年03期

7 馬秦;;量身定做下頜骨[J];第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年06期

8 顧曄;汪永躍;;引導(dǎo)骨組織再生膜應(yīng)用于自身骨移植的研究現(xiàn)狀[J];國際口腔醫(yī)學(xué)雜志;2008年S1期

9 朱虎;楊忠鳳;張偉;;STL文件的應(yīng)用與研究進(jìn)展[J];機(jī)床與液壓;2009年06期

10 連芩;李滌塵;張永睿;;新型人工骨支架結(jié)構(gòu)及其功能[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年01期

本文編號(hào)：2824302