幼犬单侧牙槽突裂对上颌骨发育的影响

陈 诚 吴丽丽 赵 宇

幼犬单侧牙槽突裂对上颌骨发育的影响

陈 诚 吴丽丽 赵 宇

目的建立类似临床牙槽突裂的动物模型，研究单侧牙槽突裂在上颌骨快速发育期内对生长发育的影响。方法7周龄家犬20只，随机分为实验组、对照组（n＝10），通过手术使实验组形成单侧牙槽突裂。术后12周，CT三维重建测量上颌骨发育指标，评价裂隙对上颌骨发育影响。结果实验组上颌骨前部及中部的长度和前部的宽度、高度与对照组相比，均存在发育异常，两组测量数值具有显著性差异（P＜0.05）。结论未经早期修复的单侧牙槽突裂在上颌骨快速发育期内对生长发育具有一定影响。

牙槽突犬上颌骨生长

先天性牙槽突裂是伴发于唇腭裂的一种先天性颌面畸形，其典型表现为裂隙自牙槽突延伸入患侧鼻腔，鼻侧方软骨及鼻翼角低平，鼻中隔向健侧偏斜，患侧上颌骨发育不足，严重影响面容和咀嚼功能，常规正畸和正颌手术效果较差。成功有效地修复牙槽突裂畸形，是唇腭裂序列治疗的一部分，但是在修复时机、方法及材料的选择等方面仍存在分歧。临床上一般在唇腭裂患儿出生后3个月行修复术，修复主要针对唇、腭软组织，没有早期对牙槽突裂进行治疗，是为了避免手术对上颌骨发育造成影响。但是，采用目前唇腭裂修复方法的患儿，术后依然出现较严重的上颌骨继发畸形，包括鼻翼发育继发畸形、牙列不齐、切牙萌出障碍、口轮匝肌异常等。因此，我们在实验动物颌面快速发育期前，建立单侧牙槽突裂模型，观察分析牙槽突裂在上颌骨快速发育期内对生长发育的影响，旨在为早期修复牙槽突裂提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

同种7周龄清洁级家犬20只（安徽医科大学实验动物中心），雌雄各半，体重1.7～1.9 Kg，人工混合饲料喂养。

1.2 实验方法

1.2.1 分组

实验犬随机分为实验组和对照组，每组各10只。实验组以手术方式建立单侧牙槽突裂模型，并观察实验指标；对照组未经任何处理。

1.2.2 动物模型制备

实验组幼犬适应性喂养5 d，术前8 h禁食、4 h禁水，麻醉前肌肉注射40万单位青霉素。3%戊巴比妥纳（1.0 mL/Kg）静脉注射麻醉后，取右侧卧位，头偏向左侧，将舌牵出并固定于口外，固定四肢及下颌骨。口内及颅面部以安多福消毒，以0.5%盐酸利多卡因加1∶20万肾上腺素术区唇侧及腭侧粘骨膜下注射浸润麻醉，至粘骨膜肿胀发白。

沿左侧唇面及舌面牙龈缘，由第一乳中切牙远侧至第一乳尖牙近侧做两个纵行根向切口，即刀刃由牙冠朝向牙根，切透粘骨膜。剥离子向两侧及鼻底行骨膜下剥离至上颌骨腭突，暴露第一乳中切牙远侧至乳尖牙近侧牙槽骨面，形成唇面及舌面两个粘骨膜瓣。骨凿去除剥离范围内牙槽骨，咬骨钳去除周围细碎骨，形成约10 mm×15 mm的左侧牙槽突裂隙，鼻腔黏膜保留完整(图1)。骨创面涂抹骨蜡，缺损空腔内填塞明胶海绵，原位缝合唇面及舌面粘骨膜瓣，创缘涂抹0.5%金霉素眼膏，即形成单侧牙槽突裂动物模型。

图1 手术去除第一乳中切牙远侧至乳尖牙近侧牙槽突骨质

1.2.3 术后处理

术后动物分笼饲养，给予流食，并逐渐过渡到普食；术后3天，肌注青霉素40万单位，每天两次，预防感染。

1.2.4 观察方法及测量指标

术后12周取材，Lightspeed 64排128层螺旋VCT头颅扫描（GE公司），获分辨率512×512矩阵CT断层影像并行三维重建。全部测量和统计均由同一人完成。测量重复3次，取平均值。测量指标参考人类颌面测量指标，结合犬颌面发育的特点，包括上颌宽度、高度、长度及上下尖牙和切牙的咬牙合关系。

1.2.4.1 上颌骨的长度

前部:上颌中切牙的舌侧牙槽突缘至尖牙近中牙槽突缘的垂直距离。

中部:上颌中切牙的舌侧牙槽突缘至第一磨牙近中牙槽突缘的垂直距离。

1.2.4.2 上颌骨的宽度

上颌前部宽度:尖牙腭侧牙槽突缘至硬腭中线的距离。

上颌后部宽度:第一磨牙牙槽突缘至硬腭中线的距离。

1.2.4.3 上颌骨的高度

前部：尖牙腭侧牙槽突缘至鼻底的垂直距离。后部：第一磨牙牙槽突缘至眶下缘的垂直距离。

1.3 统计学处理

以SPSS 17.0软件进行数据处理，以两样本t检验进行统计学分析，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

10例实验组幼犬手术切口均一期愈合，术后存活，无感染等手术并发症；对照组中有1例因胃肠道感染死亡，其余存活。术后12周，实验组裂隙均未愈合，仅在后部见少量骨质生长，剥离软组织之后见裂隙两侧为骨皮质，宽度为(12.17±0.45)mm；尖牙萌出正常，向健侧前方偏移，切牙向患侧后方偏移；未见反颌畸形，所有实验动物咬牙合关系基本正常（图2）。

图3 实验组头颅CT三维重建示：患侧上颌骨形态异常，鼻前棘缺失，上颌骨鼻翼软骨外侧脚附着点塌陷，牙列偏向患侧

通过CT三维重建测量数值比较可见，实验组健侧及患侧各组数值均小于对照组，即存在颌面发育不良表现。其中，实验组患侧前部长度、中间长度、前部宽度、前部高度数值较对照组左侧减少，差异具有统计学意义（P＜0.05）（表1－3）。

表1 实验组上颌骨两侧长度改变情况(x±s)

表2 实验组上颌骨两侧宽度改变情况(x±s)

表3 实验组上颌骨两侧高度改变情况(x±s)

3 讨论

伴牙槽突裂的唇腭裂患者的上颌畸形是由两方面原因引起的。①面部基因及其蛋白表达产物调控异常，包括Shh和BMPs等表达异常带来局部间充质组织缺失，从而引起颌面发育畸形；②上颌发育过程中力学结构异常，导致颌面骨骼、软组织支撑体系改变。

实验动物的颌面畸形模型制备方法有：①在特定妊娠时期给予受孕动物致畸剂，诱导产生畸形幼仔；或者筛选出畸形自发率高的特定种系的动物自然产出先天性颌面畸形幼仔。此外还包括采用转基因或基因敲除技术所建立的动物模型，主要用于先天性颌面病因学和发生机制的研究，如Trotman等[1]建立的小鼠腭裂模型。②通过外科手术制备动物模型，在唇、牙槽突、硬腭或软腭上人为形成一条裂隙，多用于腭裂临床治疗方法的探索，如Harvold[2]建立的恒河猴牙槽突裂模型。

一般认为，第一种方法建立的大型动物模型较为理想，可较全面地模拟畸形产生的基因学原因及其整体影响，但耗时长、费用高、稳定性差、已知特定基因有限。外科手术建立的动物模型虽不涉及基因改变，但具有建模耗时短、费用低、效果稳定的优点，在研究牙槽突裂对颌面发育的解剖力学影响方面有重要的参考价值。Longaker等[3]对孕兔行宫内手术，形成兔实验性唇裂，发现裂隙是引起幼兔出生后上颌骨生长发育异常的唯一因素。因此，在颌面快速发育期前，通过外科手术建立牙槽突裂动物模型，可以在很大程度上模拟由于解剖力学结构改变而带来的颌面畸形。

但目前国内外学者建立的牙槽突裂动物模型多为研究裂隙本身，忽略了裂隙产生的时间在实验动物各发育时期的特殊作用，很难阐述人类先天性牙槽突裂在传统修复时期前对上颌骨发育产生的影响。本实验选用上颌发育相当于人类1周岁左右的7周龄家犬，在其乳牙和恒牙替换（12～16周）前，采用手术方式形成单侧牙槽牙槽突裂，此阶段犬上颌骨正处于快速发育期之前，利于观察形成的牙槽突裂对上颌骨发育的影响。对上颌骨发育的测量指标参考Swennen等[4]的文献，结合犬颌面发育的特点而确定，包括上颌宽度、高度、长度及上下尖牙和切牙的咬牙合关系。

实验组的裂隙均未发生骨性融合，是因为：①有效的裂隙宽度，实验性骨创应具有足够大的缺损，以防止自发性骨性融合；②完整关闭粘骨膜瓣，采用外翻缝合技术对合创缘包裹骨质。

实验组患侧前部长度、中间长度、前部宽度、前部高度均与对照组左侧间存在显著性差异（P＜0.05），表现为上颌骨短缩、变窄，说明实验组牙槽突裂的存在使得上颌骨发育产生障碍。通过三维重建对比可见，实验组患侧上颌畸变明显，健侧牙齿明显向患侧偏斜，上颌骨前部变窄，患侧鼻基底部上颌骨塌陷。这些改变符合Mooney等[6]的研究结果。但是，唇腭裂伴牙槽突裂患者及Mooney等的研究中出现的较明显的上颌后缩和反颌畸形并未在我们的动物模型中出现，所有实验组动物咬牙合关系均正常。我们认为，可能导致该现象的原因包括：①人类上颌骨各部发育顺序与犬不同；②动物模型只建立了单侧牙槽突裂，受试动物上唇肌肉、上颌骨中后份受手术影响较小；③犬类上颌发育呈“拉链式融合”，由两侧上颌骨质及软组织融合形成，前部缺损对相对较长的上颌后部影响不明显；而人类因吻部较短且长轴呈上下方向，缺损会导致上颌宽度和前、中、后份长度的明显变化；④本实验受试动物无基因缺陷，故引起上颌骨及软组织广泛畸形的基因表达环境不存在，因此可看出早期的颌面手术剥离带来的瘢痕与血供破坏并非造成后期颌面发育畸形的主要原因，而基因表达的缺陷及其引起的力学结构异常才导致了后期各种畸形的产生。因此，早期牙槽嵴裂修复手术对上颌骨发育负面影响的大小是一个需要重新讨论和审视的问题。

目前，国内学者多倾向于在8岁后行牙槽突裂修复术，理由是上颌骨的生长发育在8岁之前已基本完成，故此时或之后植骨对上颌骨生长造成的不利影响较小。但本实验提示，手术修复无论早晚，都无法修复患儿颌面发育错误的基因表达，只能从解剖力学上对错误结构进行矫正，而错误的组织结构自胚胎发育期就在延续，及早干预纠正错误力学结构无疑是合理的修复方案。任由错误结构持续发展而导致广泛颌面畸形产生，相对于早期手术造成的患儿上颌组织、血供的破坏及瘢痕形成危害更大，这与颅颌面发育的功能机制假说（Functional matrix hypothesis，FMH）[6]相一致。

因此，我们认为，唇腭裂伴牙槽突裂手术治疗应遵循“三维+时间”的“四维修复”模式，即在考虑到患者上唇、牙槽突、上颌骨的长、宽、高各项指标修复的同时，将修复时机纳入治疗方案中。本实验发现，牙槽突裂可在上颌骨快速发育期对患者颌面发育造成严重影响，因此唇腭裂伴牙槽突裂的修复应越早越好。我们在临床发现，唇裂修复完成后，在1～2岁修复腭裂的同时行牙槽突裂修复，效果良好，这种修复方法结合特殊器械凿取髂骨松质骨用于牙槽突裂植骨，或运用组织工程方法及BMPs等可更为有效[7]。

我们认为，早期修复牙槽突裂有下列优点：①有利于还原患儿错误的上颌解剖关系，为上颌骨及面部软组织，特别是侧鼻软骨发育提供正确的力学结构，减少颌面快速发育期因裂隙带来的影响；②有利于患儿心理发育；③减少口鼻漏等并发症；④由于牙槽嵴裂的早期手术与腭裂一期完成，早期手术可以减轻患儿二次手术的痛苦及家庭的经济负担。

但在临床应用中，以何种手术方法、材料早期修复牙槽突裂能够使上颌结构最趋于正常，而对患儿上颌组织、血供破坏最小，以及如何纠正上颌局部基因表达产物水平，将是我们下一步研究和努力的方向。我们的研究尚需要长时间的随访，以密切观察早期完成牙槽嵴裂修复手术患儿的上颌骨与鼻部的生长发育情况。

[1]Trotman CA,Hou D,Burdi AR,et al.Histomorphologic analysis of the soft palate musculature in prenatal cleft and noncleft A/Jax mice[J].Cleft Palate Craniofac J,1995,32(6):455-462.

[2]Harvold E.Cleft palate,an experiment[J].Acta Odontol Scand, 1950,9(1):84-87.

[3]Longaker MT,Dodson TB,Kaban LB.A rabbit model for fetal cleft lip repair[J].J Oral Maxillofac Surg,1990,48(7):714-719.

[4]Swennen GR,Grimaldi H,Berten JL,et al.Reliability and validity of a modified lateral cephalometric analysis for evaluation of craniofacial morphology and growth in patients with clefts[J].J Craniofac Surg,2004,15(3):399-412.

[5]Mooney MP,Bardach J,Giedrojc-Juraha ZL.A comparative study of facial growth following lip repair,palate repair,or simultaneous lip and palate repair[C]//An experimental study in Beagles Paper presented at the 40th Annual Meeting of the American Cleft Palate Association.Indianapolis,Ind,1983.

[6]袁东辉,左艳萍.Moss功能机制假说的研究进展[J].现代口腔医学杂志,2006,20(2):194-8.

[7]赵宇,Micheal C,陈秋思.单侧完全性唇裂解剖功能修复[J].中华整形外科杂志,2009,25(2):85-87.

Effects on Maxillary Growth in Unilateral Cleft Alveolar of Animal Model

CHEN Cheng,WU Lili,ZHAO Yu.
Department of Plastic Surgery,First Affiliated Hospital of Anhui Medical University,Hefei 230022,China.Corresponding author:ZHAO Yu.

ObjectiveTo establish an animal model of unilateral alveolar cleft similar with clinical patients and study the effects on the growth of maxilla during the period of rapid development.MethodsTwenty dogs(7 weeks old)were divided into the control group(n=10)and the experimental group(n=10).The dogs experimental group were operated to create a unilateral alveolar cleft.The data of maxillofacial morphology such as the length,width and height of the foreside,middle and back of maxilla via three-dimensional reconstruction CT to evaluate the effects on the growth of maxilla 12 weeks were measured after operation.ResultsThe foreside and middle length,the foreside width and the foreside height of the maxillary were decreased in experimental group(P＜0.05).ConclusionThe unilateral cleft alveolar without early intervention plays an important role in maxillary aberration.

Alveolar Process;Dog;Maxilla;Growth

R782.2

A

1673－0364（2010）05－0261－04

2010年9月1日，

2010年9月12日)

10.3969/j.issn.1673-0364.2010.05.006

安徽省临床医学重点学科新技术研究基金（2008D04）。

230022安徽省合肥市安徽医科大学第一附属医院整形美容外科。

赵宇。