标准型人工颞下颌关节假体在开口运动中的特征分析

目的:分析标准型人工颞下颌关节置换术后(alloplastic temporomandibular joint replacement,ATJR)开口运动的特征。方法:分别收集10例正常颞下颌关节志愿者和10例单侧Biomet标准型人工关节置换术后患者的下颌运动和颌面部CT数据。使用Proplan CMF 3.0进行颌骨三维重建并导出颌骨模型,在Geomagic Wrap 2021软件中与下颌运动数据配准结合,通过Anybody 7.0软件建立运动学模型,从髁突/假体顶点向下每5 mm取一点(P0~P-50),计算各点在开口运动中的轨迹及弧长。将人工关节假体模拟安装在正常人及患者的非置换侧髁突,比较开口运动中假体顶点之间的运动范围差异。采用SPSS 25.0软件包对数据进行统计学分析。结果:正常人髁突顶点的运动轨迹为凹向上的弧线,弧长为(15.18±2.31) mm,P-30处运动轨迹最短。人工颞下颌关节假体(alloplastic temporomandibular joint prosthesis,ATJP)顶点运动轨迹为凸向上的短弧线,相比正常髁突对应点(P-10)的轨迹弧长显著缩短[(3.55±0.45)mm∶(11.61±1.63)mm,P=0.00],P-20处运动轨迹最短;ATJP非置换侧髁突顶点的运动轨迹与正常髁突轨迹形态相似,弧长为(13.35±1.54)mm,无显著差异(P=0.07),P-40处运动轨迹最短。ATJP顶点的运动范围显著小于非置换侧髁突对应点和正常人髁突对应点P-10的运动范围(P=0.00)。结论:标准型人工颞下颌关节置换后髁突假体在开口运动中的滑动距离和范围显著小于有翼外肌附着的正常和非置换侧髁突对应点的运动距离和范围。

人工颞下颌关节窝假体固定的有限元研究

以一款标准型人工颞下颌关节假体为对象,建立下颌骨骨肌模型,计算获得颞下颌假体关节载荷力,然后基于骨肌模型建立有限元接触力学模型,对关节窝假体进行界面力学分析,揭示可能影响假体固定的主要因素。结果表明,关节窝整体固定能够满足所需的机械强度,当骨质较弱时会产生较大的骨应变,从而影响假体的固定。研究成果不仅能为关节窝假体设计提供分析方法及理论依据,还能为颞下颌关节置换术的固定技术提供参考依据。

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。

全颞下颌关节置换稳定性的实验研究

目的通过建立山羊全颞下颌关节置换模型,探讨采用人工全颞下颌关节假体进行关节置换的稳定性及可行性。方法取健康成年山羊6只,雌雄各半,体重35.3～37.0 kg。根据山羊颞下颌关节正侧位X线片测量所得参数,结合同种山羊头骨形状制备人工全颞下颌关节假体;随机取山羊一侧颞下颌关节进行全关节置换,作为实验组(n=6);并根据假体放置部位不同(关节窝及髁突)进行观察。另一侧颞下颌关节植入钛板,作为对照组(n=6)。术后观察实验动物一般情况,并于4、8、12周取材行大体、组织学及扫描电镜观察钉-骨界面结构变化;并行剪切力及ALP活性检测,观察钉-骨界面的结合程度及成骨细胞活性。结果实验动物均存活至实验完成,开口度正常,咀嚼功能恢复良好,能够正常进食。术后4、8、12周,实验组假体与对照组钛板均固位良好,固位钛钉无松动脱落。组织学及扫描电镜观察提示随着时间延长两组钉-骨界面成骨细胞逐渐增多。除术后4周实验组关节窝部位固位钛钉剪切力及ALP活性与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)外;其余各时间点组间比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论采用人工全颞下颌关节假体对山羊行关节置换后能获得较好的稳定性。

颞下颌关节假体置换术后口腔细节管理效果评估

目的:评估个体化颞下颌关节假体置换术后实施口腔细节管理的效果。方法:选取2010-02~2017-05在我科基于3D数字化技术定制个体化颞下颌关节假体进行单侧颞下颌关节置换的患者10例,在实施常规护理的基础上,随机分为对照组和改进组,每组5例。对照组使用常规棉球口腔擦拭,改进组实施细节管理措施,即注重患者口腔护理的方法细节处理。比较两组术后第2天、2周的菌斑指数以及术前、术后2周两组的牙龈指数,并评定两组术后3个月的咀嚼功能(包括咀嚼效率和咀嚼周期)。结果:持续冲洗2周后,改进组菌斑指数和牙龈指数显著低于对照组(P<0.01);改进组咀嚼效率较对照组明显升高(P<0.01);改进组咀嚼周期较对照组明显缩短(P<0.05)。结论:口腔护理细节管理对于个体化颞下颌关节置换术后患者口腔功能的恢复起到了重要作用。

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。