高放射劑量照射后牽張下頜骨成骨的動物實驗研究

柳玉曉，劉桂才，劉彥普，朱國雄

牽張成骨技術（DO）被研究證明是修復放射照射后頜骨缺損的有效方法。放射劑量是影響DO的關鍵因素之一［1，2］，該課題組先前的實驗證明，低、中劑量（50 Gy，60 Gy）的照射后DO可以獲得肯定的效果［3，4］。 70 Gy通常被認為是頜面部腫瘤放療的高劑量，該實驗的目的是探討高劑量放射照射后犬下頜骨DO的可行性，為臨床應用提供參考。

1　材料與方法

1.1實驗動物的獲取和預處理取自原濟南軍區總醫院實驗動物中心健康成年中國雜種犬10只，雌雄不拘。動物實驗經原濟南軍區總醫院醫學倫理委員會批準。動物注射相關疫苗，籠養1 W，減低環境影響。以長春獸醫大學生產的速眠新Ⅱ麻醉制劑全麻下磨短上下尖牙及第四臼齒以后磨牙，對露髓者拔髓處理。10只動物隨機分為實驗組（8只）和對照組（2 只）。

1.2放射設備的選擇及照射使用60Co治療機（山東新華，型號：XHA900），照射野選擇動物左側下頜骨自第二臼齒至下頜角，范圍約3 cm×4 cm。采用外照射，實驗組劑量6.8 Gy，4次，2 W（相當于 70 Gy/35次/7 W），照射時間553 s，照射深度1 cm。照射完成后，飼雜食。對照組動物不接受照射。

1.3手術動物照射完成后6個月，所有動物以速眠新Ⅱ肌肉注射麻醉，劑量0.1 ml/kg，動物取右側臥位，術區備皮，消毒鋪巾，顯露放射區下頜骨。自下頜骨邊緣處切開皮膚及皮下組織，深度直達下頜骨骨膜，分離骨膜，自第五與第六臼齒之間生理鹽水沖洗下以低速手機球鉆磨開下頜骨1 mm骨縫，近牙槽嵴頂處預留2 mm，防止損傷黏膜與口腔相通。用骨鑿輕輕鑿擊，震開殘留皮質骨。于頰側安裝牽張器（QKQ15-1，西安中邦公司，圖 1），用 5 mm的鈦釘固定牽張器，牽引方向為下頜骨長軸方向。旋轉桿在切口前端前下方穿出皮膚，縫合組織切口。術后給予曲馬多抑制術后疼痛，青霉素肌肉注射抗感染。術后延遲7 d，開始牽引，0.5 mm×2次/d，連續10 d。然后固定8 W。每天以洗必泰棉球擦洗消毒刀口及周圍區域。

圖 1　牽張器植入下頜骨

1.4大體觀察及X線檢查牽張結束及固定完成后觀察動物是否咬合偏斜，拍X線片確定是否牽引延長成功。

1.5取材方法實驗組和對照組均于牽張完成固定8 W后處死動物。如下處理：麻醉狀態下，從牽張側頸總動脈插管，注射肝素1000 U，2 min后，保持插管通暢，結扎切斷頸部各動靜脈，自插管滴注生理鹽水500 ml，4%多聚甲醛500 ml，切取含神經下頜骨，放入中性4%多聚甲醛中固定48 h，固定完成后放入硝酸中脫鈣2 W，用0.1%中性PBS緩沖液洗滌，逐級脫水、石蠟包埋，切片4μm，做HE染色，光鏡下觀察。

2　結果

2.1總體情況10只狗均按設計完成手術，手術順利，牽張器被正確安置。動物下頜骨被逐漸延長，下頜逐漸偏斜。實驗組動物3只切口愈合，5只切口愈合差，周圍紅腫。固定期第六周，2只動物牽張器松動，退出實驗。實驗組共6只動物完成了實驗設計。對照組2只動物切口一期愈合，所有動物均完成了實驗。

2.2大體標本及X線觀察6只實驗動物牽張側下頜骨被延長，X線檢查可見牽張間隙呈低密度影（圖2），下頜骨大體標本檢查可見下頜骨兩段間形成約8～10 mm間隙，未見明顯骨橋連接形成，間隙周圍可見肉芽組織和死骨形成。

圖 2　下頜骨X片顯示牽張間隙低密度影

對照組牽張側下頜骨均被延長，X線檢查可見牽張間隙內密度相對增高，有新骨形成，大體檢查可見牽張區有不同程度鈣化的新骨，實驗組和對照組差異明顯。

2.3組織學檢查實驗組可見明顯骨退化，未見新骨形成，部分區域骨結構被破壞（圖3）。對照組新生骨小梁成編織狀，成骨細胞明顯減少，間質中纖維母細胞數量亦減少，少量細長梭形纖維細胞散布于骨基質，間質小血管減少，纖維成分增加（圖4）。實驗組因為牽張間隙內僅見軟組織形成，標本取自骨斷端邊緣。對照組標本取自牽張間隙。

圖 3　實驗組骨嚴重退行性變（HE，×40）

圖 4　對照組新骨形成（HE，×40）

實驗組顯示牽張區域嚴重的下牙槽神經退行性變，新生不良。神經組織可見空泡性變和軸突脫髓鞘變（圖5）。對照組修復性變化最明顯，神經纖維排列整齊緊密，神經髓鞘完整，并可見朗飛結產生（圖6）。神經組織均取自牽張間隙。

圖 5　實驗組神經組織嚴重退行性變（HE，×100）

圖 6　對照組神經組織新生（HE，×100）

3　討論

自McCarthy1992［5］年將它應用于口腔頜面臨床以后，牽張成骨技術逐漸被用來治療先天性和獲得性顱頜面骨缺損。臨床上很多腫瘤的治療往往是手術合并放療，經常引起頜骨缺損。近來，DO被認為在修復放療后伴骨缺損方面很有潛力，但是它還有很多問題需要研究。放射劑量也是影響DO成功率的一個重要方面。該課題組前期研究發現低、中劑量（50，60 Gy）的放射照射后能夠成功完成 DO，但是高劑量照射能不能DO尚待明確。筆者選擇70 Gy作為實驗劑量，是因為它通常被認為是治療頜面部腫瘤的高劑量。根據等效劑量的概念，筆者得出27.2 Gy/4次·2 W等效于70 Gy/35次·7 W。

中國雜種犬相對溫順，耐受性好，其下頜骨形態和解剖結構與人類下頜骨相似，所以該實驗選用中國雜種犬作為實驗對象以模擬人類下頜骨。

從大體標本看，實驗組牽張間隙沒有發現新骨形成，而是充滿了肉芽組織。組織學檢查顯示牽張間隙邊緣骨退行性變嚴重，甚至出現死骨，牽張間隙神經亦呈現嚴重退行性變。放射線檢查也顯示低密度透射影像，提示少量或者沒有新骨形成。與對照組相比，上述結果提示是由于高劑量放射照射引起的嚴重后果。實驗組未能通過牽張成骨獲取新骨和新的神經組織，顯示高劑量照射后下頜骨DO風險很大。

通常情況下，頜面部組織對放射照射的忍受劑量是 50～70 Gy［6］，頜面部惡性腫瘤的放療劑量通常掌握在 40～70 Gy［7，8］，因而腫瘤造成的骨缺損其相關放射照射劑量也是40～70 Gy，能否在這個劑量范圍內通過DO修復骨缺損是該課題組要研究的問題。一般認為，50 Gy放射劑量是造成骨損害的轉折點。因此，課題組選擇 50 Gy，60 Gy，70 Gy（低，中，高）三個劑量照射動物下頜骨來探討可行DO的劑量范圍。前期的實驗已經證明50 Gy和60 Gy放射劑量下可以取得肯定的效果。該實驗探討了70 Gy放射劑量下DO的可行性，沒有發現新骨和神經的新生，可能提示70 Gy的高放射劑量造成了嚴重的骨和神經損傷。可以認為高劑量放射照射對下頜骨和下牙槽神經損害嚴重，牽張成骨需謹慎。