国产定制型全颞下颌关节假体的研发与应用

颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)假体置换是关节重建的有效方法之一。与自体骨移植置换关节相比,人工关节置换具有无需开辟第二术区、手术时间短、即刻功能恢复等优势,目前已成为国际上关节重建的首选方案。其中定制型假体具有量身定制、去骨少等优势,然而中国尚无此类产品,因此研发一款国产化、定制型且符合中国人颌骨解剖特征的全TMJ假体十分重要。自2009年开始,笔者团队开始自主研发适合于中国人的全TMJ假体,历经3代假体的研发,已逐步实现了多孔钛合金与超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)的稳定连接,金属-非金属连接关节窝假体制造工艺日益成熟。2017年团队实现关键技术突破,采用搅拌摩擦焊接技术成功研发出第3代定制型全TMJ假体。国产定制型假体的相关力学性能已超过国际同类产品,其临床初步应用也取得了令人满意的短期随访结果。同时为了确保假体从设计加工到临床应用的高效性和精确性,笔者团队制定了一条较为成熟的标准化流程,并改进了假体植入手术。该文对国产定制型全TMJ假体系统近10余年的研发与应用进行了系统性的梳理和总结,并对未来国产假体的发展进行了展望。

4-辛基衣康酸抑制脂多糖诱导的小鼠颅骨炎性骨吸收的效果研究

目的:探讨4-辛基衣康酸(4-octyl itaconate,4-OI)对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠颅骨溶解的影响。方法:使用CCK-8法检测不同浓度4-OI对RAW 264.7巨噬细胞及小鼠原代骨髓来源巨噬细胞(bone marrow-derived macrophages,BMMs)的细胞活性影响;使用实时定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)、细胞免疫荧光和细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)检测试剂盒(DCFH-DA)探究不同浓度(12.5µmmol/L和50µmmol/L)4-OI对巨噬细胞炎症反应的影响;使用抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRAP)染色探究4-OI对破骨细胞分化的作用;构建LPS诱导的小鼠颅骨溶解模型,通过micro-CT和组织学切片评价4-OI对炎性骨溶解的治疗效果。结果:CCK-8结果显示,浓度在50µmmol/L以下时,4-OI对RAW 264.7巨噬细胞及小鼠BMMs无明显细胞毒性;RT-qPCR及免疫荧光结果显示,4-OI可以浓度依赖性地抑制促炎因子的表达;TRAP染色结果显示,4-OI可有效抑制核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factorκB ligand,RANKL)诱导的破骨细胞分化;micro-CT和组织学切片结果显示,4-OI可有效缓解颅骨溶解周围的炎症反应及骨吸收程度。结论:4-OI可有效抑制炎性骨溶解,在口腔颌面部骨溶解疾病的治疗方面具有极大的应用前景。

国产个性化金属高分子一体式全颞下颌关节假体的临床初步应用

目的·介绍金属高分子一体式全颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)假体临床应用的标准化流程,并评估假体植入的精确性和临床效果。方法·纳入8 名患有终末期TMJ 疾病需要接受全关节置换的患者。术前获取患者的颅颌面CT 数据,导入 Mimics 18.0 软件中设计个性化假体及数字化导板。分别利用3D 打印、搅拌摩擦焊接(friction spot welding,FSW)和计算机辅助加工(computer-aided manufacture,CAM)制造并加工假体的不同组件。术后对假体植入的精确性和有效性进行详细评估。结果·在数字化导板和虚拟手术计划(virtual surgical planning,VSP)的指导下,所有假体在手术过程中稳定就位并固定。术前术后的拟合结果显示,假体术后位置与术前设计吻合良好,全假体系统的平均偏差为0.417 mm(范围:0.279 ~ 0.561 mm)。所有患者术后均表现出良好的面部对称性,疼痛、功能和张口度等疗效指标均得到明显改善。结论·标准化流程的指导确保了国产个性化全TMJ 假体临床应用的精确性和有效性。

3D生物打印技术在口腔颌面部骨组织缺损修复的研究进展

3D生物打印是基于3D打印技术的基本原理,应用计算机辅助设计技术虚拟出待构建组织器官的三维立体结构,再利用相应的生物材料,逐层构建出实体的一种组织工程学技术。3D生物打印已在再生医学领域取得了一定成果,临床应用前景广阔。在口腔颌面部缺损修复中,3D生物打印技术可通过重建缺损部位的解剖结构,应用生物材料精确堆积出个性化植入物,使组织形态和功能得以恢复。本文对3D生物打印技术的发展及类别,3D生物打印应用于口腔颌面部骨缺损修复中的生物支架材料、细胞、生物活性因子等的研究进展进行简要综述。

国产个性化3D打印全颞下颌关节生物力学分析

目的研究国产个性化3D打印的全颞下颌关节假体的应力和位移分布,并对假体进行优化设计。方法使用Mimics 18.0对头颅进行三维重建,以Hypermesh和LS-DYNA软件建立计算机辅助工程有限元模型。通过加载最大咀嚼力,分别测定关节假体和下颌骨的应力和位移分布。结果关节窝假体表面的最大接触力为495.7 N,前牙最大咬牙合力为201.12 N。髁突头与升支假体连接部分位移最大,达到0.4152 mm。关节窝表面最大应力为20.66 MPa,略大于材料的屈服强度。下颌骨最大应力集中于髁突颈部后表面,达到122.1 MPa。结论尽管在一些细节上仍有待改进,但国产个性化3D打印的颞下颌关节假体具有良好的生物力学属性,蕴含着广阔的应用潜力。

青少年不同发育阶段颞下颌关节盘锚固术后复发率的差异

目的·基于磁共振,对经开放性颞下颌关节盘锚固术治疗的颞下颌关节盘前移位(anterior disc displacement,ADD)青少年患者进行回顾性研究,评价青少年不同发育阶段术后复发率的差异。方法·纳入2015年1月—2020年1月在上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔外科行颞下颌关节盘锚固术的青少年患者(12岁≤年龄≤18岁),以快速生长发育期15岁年龄为界分为A(>15岁)、B(≤15岁)2组,经术后至少半年磁共振随访,评估手术前后关节盘位置和髁突高度的变化。随访期间若再次出现ADD,则认为术后复发。在导出的磁共振图像上,采用三圆中心法进行关节盘位置、长度和髁突高度的定量分析,比较手术前后2组间的差异,使用SPSS 25.0软件包进行统计学分析。2组手术复发率差异采用χ2检验,2组关节盘长度、移位程度及髁突生长高度差异采用独立样本t检验。结果·符合纳入条件的患者共90例(144侧关节),其中男性26例,女性64例,平均年龄(14.2±1.2)岁,平均随访时间(16.0±12.0)个月,术后1周显示所有移位关节盘均复位。磁共振显示:术后随访阶段,A组96.4%(54/56)的关节盘位置良好,而3.6%(2/56)的关节盘前移复发;B组85.2%(75/88)的关节盘位置良好,14.8%(13/88)的关节盘前移复发;B组患者复发率大于A组,差异具有统计学意义(P=0.032)。分析可能的影响因素,发现A组患者术后随访髁突高度比术前平均增加(1.33±1.29)mm,B组增加(1.79±1.14)mm,B组患者随访髁突高度增加大于A组(P=0.036)。B组患者关节盘前移位程度大于A组(P=0.002),但2组术前关节盘长度没有明显差异(P=0.585)。结论·对于行颞下颌关节盘锚固术的青少年患者,经历快速生长发育期可能是影响手术效果的因素,使用锚固钉进行复位固定的术后效果可能受到髁突快速生长发育的影响。

应用T2 mapping诊断关节软骨疾病研究进展

关节软骨是关节的重要结构之一,在运动时传递机械应力,减少关节面间的摩擦力。软骨组织受损后很难自愈,因此早期诊断和治疗对其预后非常重要。T2 mapping是一种通过描述组织横向磁化衰减来反映组织特性的半定量分析的磁共振诊断技术,能较好地评价关节软骨的早期改变,具有很大的临床应用潜力。本文就T2-mapping的发展近况进行综述。

手法复位及压膜正位器治疗青少年急性不可复盘前移位的疗效观察

目的:评价手法复位联合运动疗法及压膜正位器对青少年急性不可复盘前移位的短期疗效。方法:选取15例张口受限(病程在4个月内),且经MRI证实颞下颌关节盘不可复性前移的患者。对患者关节周围肌肉进行按摩放松,随后进行关节盘手法复位,复位后2周内对患者进行下颌运动轨迹训练、关节稳定性训练和关节盘复位训练,白天自我维持下颌姿势位,夜间配戴压膜正位器,以保持良好的盘-髁关系。分别在治疗前、治疗后评价患者的最大主动开口度和疼痛视觉类比评分(visual analogue score,VAS),复位即刻、3、6个月MRI复查盘-髁关系。结果:经过2周治疗,患者开口度明显改善,疼痛明显缓解。复位即刻、3、6个月,最大开口度均>40 mm,VAS评分均小于1。复位后半年MRI结果显示,9例为正常盘-髁关系,5例为可复性关节盘前移,1例为不可复性关节盘前移。结论:关节盘手法复位联合运动治疗及压膜正位器,可以恢复急性盘前移位患者开口度,缓解疼痛,对维持正常盘-髁关系有一定疗效。

双侧冠突切除对肋骨-肋软骨移植重建颞下颌关节受力影响的有限元分析

目的:探讨双侧冠突切除对肋骨-肋软骨移植重建颞下颌关节后受力分布的影响。方法:建立双侧肋骨-肋软骨移植重建颞下颌关节同期不同程度前移(0、2、4、6、8 mm)下颌骨的三维模型,分别模拟保留冠突和切除冠突。对每一模型进行三维有限元分析,比较保留或切除冠突对关节区受力分布的影响。结果:有限元分析显示,在双侧关节重建伴下颌骨前移0~8 mm的过程中,保留冠突时,软骨发生向前形变,受剪切力依次降低,左侧由113.2 N降至26.7 N,右侧则由133.7 N降至1.9 N;切除冠突时,软骨发生向后形变,剪切力依次增加,左侧由94.6 N增加至188.5 N,右侧则由70.1 N增加至157.7 N,8 mm时肋骨颈部出现明显应力集中。结论:冠突切除术对关节区受力分布产生重要影响,保留冠突有利于维持力学平衡。双侧肋骨-肋软骨移植重建颞下颌关节伴冠突切除大幅度(≥8 mm)前移下颌骨,可导致关节区应力超过肋软骨最大承受范围并断裂。

国产全埋入式颞下颌关节锚固钉的临床应用评价

目的·介绍一种采用全埋入式设计的国产新型颞下颌关节锚固钉,并通过临床试验进行效果评价。方法·选取2018年6月—2018年11月于上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔外科进行颞下颌关节盘复位固定术的不可复性关节盘前移位患者43例,对于单侧手术患者采用国产全埋入式新型锚固钉复位关节盘,对于双侧手术患者采用右侧新型锚固钉、左侧传统锚固钉复位。分别在术前及术后1个月、术后6个月、术后1年进行临床及磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)检查评估。临床评估指标包括最大张口度、颞下颌关节疼痛视觉模拟评分;MRI结果评价采用“三圆法”,聚焦于关节盘位置、关节盘长度和髁突高度。采用重复测量方差分析对术前术后患者开口度、疼痛评分、关节盘长度、髁突高度进行统计分析。结果·共31例患者(53侧关节)完成全部随访。国产全埋入式新型锚固钉和传统锚固钉的手术成功率分别为90.3%和90.9%。术后1年,患者下颌运动功能明显改善,张口度由术前的(34.65±8.63)mm提高至(42.84±7.46)mm,差异有统计学意义(P=0.000);患者疼痛明显缓解,疼痛评分由术前的(2.94±1.13)分降低至(0.39±0.55)分,差异有统计学意义(P=0.000)。术后MRI结果显示关节盘长度增加;术后6个月髁突高度与术后1个月髁突高度比较,差异无统计学意义(P>0.05),术后1年髁突高度较术后1个月髁突高度平均增加1.54 mm(P=0.002)。应用新型锚固钉的患者31侧关节均无异物感,而应用传统锚固钉的22侧关节中,7例患者表示在该侧耳屏前能触摸到突起,其中2例患者出现明显异物感。结论·国产全埋入式新型锚固钉与传统锚固钉的手术成功率相近,且能显著减少术后异物感。颞下颌关节盘复位固定术有助于改善关节功能、缓解疼痛,新骨形成可在术后1年通过MRI检出。

新型锚固钉的抗力性分析

目的·对新型锚固钉及其抗力性进行评估。方法·实验包括拉力测试和有限元分析2个部分。在第一个部分,分别将传统锚固钉和新型锚固钉植入髁突皮质骨,使用拉力机对其进行拉力测试;第二个部分,建立植入新型锚固钉后的下颌髁突三维有限元模型,并从3个不同方向施加力的作用,进行三维有限元分析。结果·三维有限元分析表明,传统锚固钉和新型锚固钉所能承受的最小拔出力分别为48.2 N和200.0 N;配合3-0缝线使用的传统和新型锚固钉在抗拉强度上比较,差异具有统计学意义(P=0.033);此外,3-0缝线的传统锚固钉与2-0缝线的新型锚固钉相比,差异也具有统计学意义(P=0.000)。结论·相比传统锚固钉,新型锚固钉抗力性能更佳,配合使用2-0缝线时尤其明显。

基于数字医学的下颌骨重建系统：模块化手术方案和标准化评估

目的介绍一种改良的下颌骨重建方案,包括模块化的手术方案及标准化评估。方法对2015年至2017年的9例下颌骨重建病例进行综合评估。手术方案包括三个部分,即计算机辅助手术设计(CASS)、手术导板(ST)准备和手术实施。术后标准化评估包括局部对比分析(PCA)和机械定量感觉神经测试两部分。结果手术成功切除肿瘤并保留下牙槽神经血管束(IANB)。局部对比分析得出平均误差为0.92 mm,标准差为0.96 mm。双侧颏部及下唇神经的机械定量感觉测试显示无明显差异(P=0.12)。结论改良的下颌骨重建方案能很好地修复不同类型的下颌骨缺损,并能保留患者的颏部及下唇感觉功能。

BSSRO术后不同固定方式对颞下颌关节影响的研究进展

双侧下颌支矢状骨劈开术(BSSRO)是正颌手术的一种常用术式,灵活性强,能很好地实现下颌位置的前伸和后退,在治疗下颌各类畸形中应用广泛。BSSRO术后的固定已由非坚固内固定向坚固内固定发展,近年来产生了多种不同的固定方式。随着影像技术和数字化技术的发展,大量研究聚焦于不同固定方式对颞下颌关节的影响。本文对BSSRO术后固定方式的进展和不同固定方式对颞下颌关节的影响进行综述。