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颜面部赝复治疗进展

来源:中华实用医药杂志 作者:丁波(综述) 滕利(审校) 2005-9-21
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摘要: 颜面部赝复治疗(maxillofacial prosthetics)是指应用修复学的原理和方法,用人工材料修复颜面部软硬组织和器官的缺损以恢复或改进咀嚼、语言、呼吸、吞咽等的生理功能和改善面部形态的治疗方法,是集医学、美学、工艺学和材料学于一体的边缘学科。 使用颌面部赝复体修复牙、耳、鼻、眼等缺损很早就得到了应用,但早期都......


  颜面部赝复治疗(maxillofacial prosthetics)是指应用修复学的原理和方法,用人工材料修复颜面部软硬组织和器官的缺损以恢复或改进咀嚼、语言、呼吸、吞咽等的生理功能和改善面部形态的治疗方法,是集医学、美学、工艺学和材料学于一体的边缘学科。
   
  使用颌面部赝复体修复牙、耳、鼻、眼等缺损很早就得到了应用,但早期都只是使用天然或异体的材料简单修复面部的缺损器官,或是作为一种装饰物,是一种工艺技术 [1] ,效果并不理想。随着材料科学日新月异的发展,赝复体的质地更接近于真实组织且形态逼真,其应用也越来越广泛。

  1 颜面部赝复治疗的优缺点
    
  颅面严重缺损畸形常伴有鼻、眼等器官缺失,由于其位置明显,其修复后的外形及色泽要求较高。严重颅面组织器官缺损畸形,除表面器官缺失外,还常伴有鼻中隔及邻近上颌骨、额骨、鼻骨、颧骨及泪骨、筛骨等缺失,用皮瓣等组织移植再造缺损的困难在于缺乏骨性支撑,外形亦较臃肿,精细结构难以显现,需反复多次的手术修整,最终仍较难令人满意。
   
  颜面部缺损的赝复治疗,具有以下优点:(1)可以解决用一般整形手术难以修复或手术效果欠佳的由外伤、烧伤、感染、肿瘤切除等造成的严重组织器官缺损畸形,特别是咀嚼功能的恢复,也是以往任何修复方法所无法比拟;(2)更适合用于皮瓣、皮片、植骨等整形手术再造器官失败的病例;(3)无需采用自体组织修复缺损,机体损伤小,手术时间短,痛苦少,费用低,无需反复多次手术,适合年老体弱不能接受重大手术或不愿接受多次整形手术者;(4)无供区损伤;(5)赝复体外形、色泽均较逼真,基本可以满足患者的外形要求;(6)由于赝复体可自由摘戴,对于肿瘤患者容易及时发现复发病灶;(7)如有色泽或随年龄增长的外形改变问题赝复体可随时更换和调整;(8)修复效果可以预测;(9)与传统整形手术比较,时间短,痛苦少,万一失败可重复操作等;(10)各种辅助固位措施的发明使用,避免了过去单纯戴用赝复体,固定不牢易于脱落的尴尬局面。
   
  最早期的赝复体,都是采用天然或异体的材料,固位部位皮炎、皮肤过敏、固位力不足等缺点使得其应用受到很多局限 [1,2,3] 。另一个缺点就是修复体的寿命较短,这是由于紫外线照射、空气污染、化妆品及修复体清洁剂如苯、二甲苯等影响,使修复材料老化造成的。
   
  应用赝复体修复颜面部组织缺损,其最大的缺点是不能解决动态的修复。颜面部表情丰富,虽然目前多数的赝复体静态下几乎可以达到以假乱真的效果,但如何解决动态的修复目前仍然是一个难题。另外一方面,穿经皮肤(或黏膜)的种植体需要长期不懈地坚持清洁护理,因此需要患者很好地配合。
    
  2 固位方式的变化
      
  传统赝复体的固位一般是运用黏膜皮肤负压吸引、缺损区的余留牙、软硬组织倒凹、卡环、皮管及眼镜、发夹等装饰物来获得一定的机械性固位,多数还需靠粘接剂行皮肤外黏附或胶带固定。赝复体固位不足的问题一直困扰医患双方,特别在身体的运动部位更为突出,如不能参加较剧烈的活动等,这使其应用受到很多限制 [1,2,3] 。
   
  骨固定赝复体指将种植体预植于颅颌面骨内,其上端外露与赝复体上的插入装置或磁性固定装置连接,为颜面部赝复体提供稳定和半永久性的固定。简单的种植手术和综合加工工艺完成的骨固定赝复体,为颜面部严重缺损畸形的治疗开创了全新的另一整形修复领域 [4] 。颜面部种植技术是在口腔种植技术的基础上发展起来的。它是利用口腔种植体的根固位作用,广泛用于颜面部缺损修复的一种先进技术。该技术的出现使得颜面部的赝复治疗上了一个新的台阶 [5~10] 。
   
  虽然骨内种植技术早在上世纪已开始被尝试应用于替代功能丧失的天然牙齿,但是真正应用骨内种植体固位修复技术进行颅颌面缺损、畸形修复与重建的历史并非久远:最早M Formiggini以钽丝锥形体植入口腔颌骨,成功地完成了义齿修复,被誉为口腔种植学的奠基人;Tamburo,1965年发表了在前牙使用细型螺丝状种植体,1966年又设计了相当于目前上下两部的潜入型种植体(Submersible implant);1964年,瑞典P Branemark [1] 报道了骨内纯钛装置能与骨组织产生永久的骨性结合(osseointegration);1965年,P Brane-mark将纯钛种植体应用于临床,并于1977年开始到1990年对10年、15年、24年的种植体效果进行追踪观察报道参考;1981年,Adell [5~9] 等就这种口腔骨内牙种植体长期成功的病例做了报道;1977年,Tjellstrm和Branemark等 [10] 发现皮肤与黏膜组织一样,也可以任纯钛种植体穿过而无组织反应、炎症和感染,只是穿经皮肤的种植体和皮肤之间需要保持稳定而无相对运动。最初,将这一发现作为助听器的骨内传导源用于临床(1977年) [4,10~16] ,2年后,开始将其作为义耳的骨内固定源 [2,11,13] 。从此开创了种植体作为赝复体的骨内固定源这一全新的应用领域 [11] ,杆卡式精密附着体是其中使用最广泛的一种固位方式。但是杆卡式附着体固位力下降很快,易发生牙龈炎和牙龈增生等疾病是其主要的缺点。
   
  目前,各种先进的骨结合式种植体系统不仅用于种植义齿(假牙)修复,作为缺损修复的固定装置,还可植入颧骨、颅骨、乳突、眶周,完成义颌、义耳、义眼等颌面赝复假体(假面)以及助听器的固位,解决因创伤、肿瘤造成的口腔颅颌面缺损修复的一些难题。如在下颌骨缺损植骨的同时植入种植体(即人工牙根),不仅修复了缺损,还恢复了咀嚼;利用植入颧骨的种植体固位,修复全上颌骨缺损,在修复外形的同时恢复了功能,达到外形及功能性重建,这是过去传统方法未能解决的。
   
  磁性固位体于20世纪60年代引入口腔修复领域,70年代封闭式永磁体研制成功开辟了磁体应用的新纪元。一方面由于磁性固位体固位力持久,自限性调节,天然应力中断,美观,操作应用简单,容易取戴;其基础研究和临床应用日益受到重视 [17] 。另一方面,由于磁性固位体具有自限性固位力,主要集中于垂直方向,而侧向力和旋转力很小,且对于就位的要求不是很严格 [18] 。将磁性固位体应用于颜面部缺损的修复已经有30多年历史,它可以将赝复体的各部件连成一体,能有效减少各部件的相对移动,提高固位力,减小赝复体的体积,使之分别就位。对于放疗后无法种植的患者,磁性固位体的使用,使尽可能的利用组织倒凹成为可能;磁性固位体还可以联合其他方式有效地解决赝复体的固位、功能和美观问题 [19,20] 。

  3 赝复体材料的变化
    
  近年来,颜面部赝复治疗使用的材料中植入材料主要是种植材料的发展。早在公元前,中国和古埃及就有了采用宝石和象牙作为牙代用品的记载 [2] 。有资料考证,人类最早的人工牙植入是秘鲁公元500~1100年用绿宝石(e-merald)植入的侧切牙。据Andrews(1953)考证:从Honduras(洪都拉斯)出土的前哥伦比亚人的上颌侧切牙部位有墨绿宝石人工牙根种植;公元前6000年,埃及已用人工牙做人体颌骨内种植,材料从黄金到铅、铁、铱、铂、银等金属,以后也用瓷、橡胶、宝石、象牙等;18世纪曾有从事“猎牙(tooth hunting)”者,专从死人口中拔取牙齿,出售给牙医植入患者的牙槽嵴。
   
  3.1 种植材料的进展 近年来,随着新型材料、生物力学、生物技术以及细胞、分子水平的基础与临床研究的推动,牙种植体及其相应种植系统的研制开发和种植义齿的临床研究,特别是自引进牙种植体作为颜面赝复体的固位装置之后,颅颌面重建的概念发生了巨大变化,以恢复功能与形态为目的的颅颌面修复重建外科领域在其基础与临床方面获得了重大进展。特别是20世纪30年代以来,随着工业的发展,出现了如钴铬合金、钛、钽等高强度、耐腐蚀的金属材料,种植技术有了很大的发展。各种先进的骨结合式种植体系统不仅用于种植义齿(假牙)修复,作为缺损修复的固定装置,还可植入颧骨、颅骨、乳突、眶周,完成义颌、义耳、义眼等颌面赝复假体(假面)以及助听器的固位,解决因创伤、肿瘤造成的口腔颅颌面缺损修复的一些难题。比如在下颌骨缺损植骨的同时植入种植体(即人工牙根),不仅修复了缺损,还恢复了咀嚼功能;利用植入颧骨的种植体固位,修复全上颌骨缺损,在修复外形的同时恢复了功能,达到外形及功能性重建,这是过去传统方法未能解决的。目前,研究较多的种植材料有以下几种。
   
  3.1.1 金 金可以认为是最早的生物材料之一。早在1565年,Petronius便采用金作为骨代用品,无论在动物实验条件下,还是细胞学筛选实验乃至最终用于人体,金都显示其无比优良的生物相容性,许多高级的种植体系统如Branemark种植体中部分配件仍采用金或铂的合金制造。
  
  3.1.2 钛及合金 早在1964年瑞典P Branemark [1] 就报道了骨内纯钛装置能与骨组织产生永久的骨性结合(osseoin-tegration);1965年,P Branemark将纯钛种植体应用于临床, 并于1977~1990年对10年、15年、24年的种植体效果进行追踪观察、报道和参考;1981年,Adell等 [5~9] 就这种口腔骨内牙种植体长期成功的病例做了报道;1977年,Tjellstrm和Branemark等 [10] 发现皮肤与黏膜组织一样,也可以任纯钛种植体穿过而无组织反应、炎症和感染,只是穿经皮肤的种植体和皮肤之间需要保持稳定而无相对运动。目前,钛及钛合金是种植材料研究最热门的课题之一。
   
  3.1.3 生物玻璃陶瓷 生物玻璃材料植入活体组织后没有或几乎没有组织反应,它们在体内处于稳定状态,具有极好的生物相容性;缺点是脆性太大,因而其应用受到一定的限制。
   
  3.1.4 复合材料 由于在诸多的种植材料中,并没有一种材料是完美无缺的,其往往不能同时满足生物相容性和机械性能的要求。因此,复合材料的种植体应运而生。种植体复合材料包括两种主要形式。目前研究应用最多的是涂层法,该方法通常以机械性能较好的金属或致密氧化铝为核心,表面多以生物相容性优良的生物玻璃或生物陶瓷涂层。目的是为了增加其种植体表面孔隙,从而扩大表面积,以利于骨组织生长和加强固位力 [21] 。但是也有研究发现 [22,23] :在种植后初期的6个月里,涂层种植体周围的骨性结合率高于非涂层种植体,但是随着时间的延长,这种骨性结合却在逐渐减少,因而认为涂层种植体的临床长期成功率反而不如非涂层种植体。
   
  自从Branemark种植系统因其临床种植成功率高,上部结构修复设计合理可靠而荣获信誉,成为美国牙医协会认可的第一个牙种植系统之后,国际上应运而生的各类商品化种植系统多达200多种。诸如国内知名度较高的德国IMZ系统、瑞士ITI系统以及美国的Core2Vent、Steri2oss系统等。但绝大多数均为牙种植系统。由于颅颌面种植修复的基础和临床工作是继牙种植术之后发展起来的,因此为数不多适应于颅面种植的系统及其种植体则是在原有牙种植系统完善的基础之上开发和研制出的。目前,在临床应用的主要有Branemark种植系统、BUD种植系统及Bosker TMI系统,此外也有学者应用Dyna种植系统及Core2Vent种植系统。
   
  骨内种植体是种植修复体的基础部件,是颅颌面缺损后赝复体的固位与支持装置,它与口腔内螺旋形植入体有所不同,该种植体有2个特点:(1)较短,仅为3mm或4mm长;(2)在其冠部有一宽大多孔的帽檐样扩展区。这一独特设计的目的是为了防止种植体偶受意外的外力作用而嵌入骨内或颅内,帽檐上的多孔区有利于骨的内生长,借此增加种植体的固位力。
   
  3.2 假体材料的变化 颜面部赝复治疗中软组织的材料近年来主要集中在硅橡胶的研究上。美国研制的MDX424210双组分室温固化型硅橡胶(以下简称为:MDX424210硅橡胶),其部分性能已接近理想指标,被公认为是国际上最先进的硅橡胶赝复体材料 [24] 。
   
  3.3 膜引导技术(membrane guided tissue regeneration,MGTG)的应用 随着种植技术的不断发展,膜引导技术 [25] 是近10年来被引入口腔领域的,并且迅速在颜面部种植技术中得到应用。该技术是利用惰性材料制成的膜,对组织的生长起到机械性屏障作用,以悬着性引导细胞向指定部位附着、增生,达到组织修复的目的。可分为可降解性膜和非降解性膜。前者研究较多的是胶原膜和聚合体再生膜,后者目前研究较多的是聚四氟乙烯(TEFLON)。
   
  3.4 磁性材料的应用 目前,应用钕铁硼永磁体和铁铬钼软合金是研制磁性固位体的首选方法。利用软磁合金磁轭将成对永磁体两个极面的磁力作用与衔铁,形成闭合磁路,大大增强了固位力。多数学者认为:由于磁性固位体采用的是封闭式磁场,最低外在磁场强度只有0.1mT,因而是安全的 [17] 。但也有学者认为:合金的腐蚀、微露、保护外壳的破损可以导致生物体内失衡、过敏 [17,26,27] ,对于医学影像和心脏起搏器会造成一定的影响 [28,29] ;同时,由于磁性材料容易腐蚀,会造成固位力的迅速下降 [17,30] 。由于上述问题的存在,其基础研究还是方兴未艾。

  4 计算机辅助设计(CAD)与制造(CAM)
    
  传统的颜面部赝复体制作由口腔医师参照正常人或者患者健侧组织精细雕刻蜡模,然后通过一系列的工艺完成,这需要具有丰富的临床经验和较长的制作周期,因而严重阻碍了颌面赝复技术的推广和应用。随着计算机技术的迅猛发展,三维图像信息采集和结构重建技术被引入到颜面部缺损领域中,为实现颜面部缺损修复的计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)提供可能。
   
  三维激光扫描术是目前国际上较先进的获取软组织数据的技术之一,其主要理论依据是激光三角测距原理。在三维扫描仪中设计了一个装配有激光二极管和线阵列光电偶合元件的旋转框。该旋转框在沿着头颅做圆周运动的同时,可沿长轴做精细的轴向运动,准确地采集出颜面部各点的三维信息,通过计算机进行数据转换、三维重建、插值平滑和测量分析。经运算,计算机可显示出能在任意方向旋转、逼真的颜面立体形体图、颜面等高线图、颜面部横剖面和纵剖面图、两侧轮廓的重叠图及颌面表面形态高程图。目前,这种技术已应用于颜面部的测量 [31,32] 。Tsutsumi [33] 最早利用三维激光测量仪对颌面部缺损患者面部进行图像采集,尝试利用三维重建软件对缺损处模拟修复重建,并获得了修复体的数据雏形 [34,35] 。
   
  计算机辅助设计系统与快速成型技术相结合,以期实现颜面部修复体的计算机辅助制作(computer-aided manu-facture,CAM)。快速成型技术由于采用材料累加法制造原型,可成型任意复杂形状的实体,特别适用于人体器官特殊形状的制造。修复体模型即通过三维设计的几何形态数据,经计算机处理生成可在快速成型机上加工的特定轮廓数据,直接制作出修复体的实物模型(CAM),将彻底改变了颌面赝复技术长期靠手工雕刻的落后现状 [36~39] 。

  5 系统工程在赝复治疗中的应用
    
  现代的颜面部赝复治疗是一门新兴的学科,在口腔内种植成功基础之上发展起来的口腔外颅颌面种植学是一门更为年轻的种植学分支学科。涉及基础和临床的多学科,积极参与则是这一学科进一步发展的重要基础和动力来源。尽管目前颅颌面赝复种植领域取得了一些可喜的成绩,但仍有不少问题尚待研究和解决,如穿皮种植体与周围软硬组织的相互作用与愈合方式;赝复种植体直径、长度与骨界面的应力分布及应力作用所引起的组织效应,颅面骨内种植体结构的合理设计、种植材料的进一步筛选,放射治疗对颅面骨内种植体的影响及种植后穿皮种植体附着皮缘的保健等都是值得继续研究的课题。 颅颌面种植重建修复是一项高科技、高要求及组织严密的系统工程。无疑,它的长期成功率主要取决于专业协作组工作(Team work)效率和服务的质量,也取决于涉及这一领域有关学科中各专家学者的密切配合,同时也依赖于临床操作者对各项原则的深刻体会和严格而娴熟的执行。颅颌面种植重建修复工程的成功完成涉及整形外科、口腔颌面外科、修复科、牙周科、耳鼻咽喉科、眼科、放射科以及心理卫生等诸多学科的积极参与和共同努力。可以说是多学科智慧投入、密切协作的结晶。只有这样,才能使适应证的选择、治疗计划的确定、术前设计和预测、手术操作、赝复体修复、定期随访等各方面更具有科学性和完整性。此外,科学协调各学科的参与、协作、服务到位、新知与技术的定期交流与观念更新对于高质量的顺利完成这一系统工程均具有十分重要的意义。

  6 问题与展望
    
  许多面部严重缺损畸形因为影响容貌而不能被社会接受,从而丧失自信心和社交能力。过去常用的各种手术整复方法,不仅在外观和功能上均难以满足患者的要求,而且长期、多次的整形治疗也给患者精神和肉体上带来很大的痛苦。为此,通过简单而精确的种植手术,并运用硅胶等材料和综合加工艺术完成的骨固定赝复体,代替以往复杂的修复方法达到较理想的目的,大有推广应用的潜力。
   
  目前国外许可出售的各种牙种植体系列有几十种之多,但专为整形需要设计的种植体还很少,最早运用骨固定赝复体修复面部缺损且效果较好的是瑞典制Branemark种植体系列。但是该系列手术要求专门设备和一套复杂的钻头,这些钻头均为一次性使用,从而使手术操作复杂、价格昂贵,这在很大程度上限制了它的推广应用。
   
  由于颅颌骨复杂的结构,加上缺损形成原因不同(先天性、肿瘤、外伤等)使面部缺损区的局部条件形态各异,尤其对面中1/3缺损病例的修复,不但要考虑种植体能携带赝复体满足美观要求,还需考虑能否承受牙力以解决咀嚼、语言等功能问题,这就大大增加了设计与取得成功的难度。
   
  应用赝复体修复颜面部组织缺损,往往不仅仅需要整形(或颌面)外科医师的参与,而且需要与修复科等协同完成。成功的种植是骨固定赝复体修复的基础,但是赝复体的合理设计与精细制作又是成功修复的保证。对于应用骨固定赝复体修复面部缺损,方法虽较整复手术简单,但手术要求更加精细、设计更加准确,同时还要求高度精细的工艺制作水平。
   
  使用骨固定赝复体,穿经皮肤(或黏膜)的种植体需要长期不懈地坚持清洁护理,这对于患者的配合要求非常高,许多患者就是因为手术后的清洁护理不良而最终导致修复的失败。
   
  另一方面,由于种植体在牙科以外的领域应用尚处在起步阶段,随着社会的发展,各种生物材料不断出现,加之生产工艺的更新及技术设备的革命,赝复体技术修复颜面部的缺损必将涉及机械、工程、冶金、涂层、生物合成、细胞学、化学、材料学、生物力学等多学科尖端技术。因此,从赝复体材料的选择、设计、加工制作到应用等各方面,还需要进行全面系统的深入研究和探索。
    
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  (编辑新 竹)

  作者单位:100041中国医学科学院中国协和医科大学整形外科医院创伤修复美容中心&美容sp;


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