犬下颌骨骨折小型接骨板内固定术后应力遮挡作用导致骨密度变化的实验研究

下颌骨是颌面部体积最大的骨骼，易造成骨折，临床上多用钢板及螺丝钉固定治疗，近年引入钛接骨板[1]。钛接骨板拥有的良好生物相容性及耐腐蚀性,很多学者认为可永久性植入体内。但由于接骨板的应力遮挡效应,人们对于是否应该取出钛接骨板一直存有争议[2,3]。为此，我们通过动物实验，测定小型接骨板固定下颌骨骨折愈合不同时期骨密度(bone mineral density, BMD)来探讨下颌骨骨折坚强内固定的应力遮挡效应。

1  材料与方法

1.1 材料

选用健康成年杂种犬20只（中国军事医学科学院实验动物研究所提供），雌雄不限，年龄12～14月，体重15～20kg。采用DPX-L型双能X线骨密度仪（美国Lunar公司）；小型钛接骨板（西安中邦公司）。

1.2 分组及模型制备

采用20只犬随机分成4组。麻醉后，暴露犬下颌骨颊、舌侧，冷却条件下用牙钻在于第3、4臼齿间骨面切一沟槽，然后置入线锯横行截骨，造成不贯通口腔的线性骨折。骨折复位时，将1个4孔小型钛接骨板固定于骨折平面的中点。

4组犬分别在术后第4、8、12、24周末处死；其中，第8、12、24周组犬分别在处死前4周随机拆除一侧接骨板。

1.3生物力学测定

用注入空气方法致死犬，取双侧下颌骨，在DPX-L型双能X线骨密度仪扫描骨密度。固定参数后，扫描测定骨折端1cm区域骨密度，重复3次，记录骨密度平均值。

1.4 统计学分析

运用SPSS12.0统计软件进行统计学分析，测定结果以±s表示，假设检验采用配对t检验、方差分析和均数间的两两比较，α＝0.05。

2  结果

2.1 一般情况

于实验第9天，第8周组有１只犬因术后腹泻死亡，其余各组均按期完成实验。

2.2  各组犬双侧下颌骨骨密度比较

第8、12周组犬自身双侧下颌骨骨密度比较，差异有统计学意义，P＜0.05。检验结果见表1。

表1  4组犬下颌骨骨密度比较

2.3  各组犬未提前拆板侧下颌骨骨密度比较

经方差分析， F＝54.03，P＜0.001。第8、12、24周与第8周组比较，P均小于0.05。检验结果见表2。

表2  4组犬下颌骨未提前拆板侧骨密度比较

*表示与第4周组比较P均小于0.05。

2.4  各组犬提前拆板侧下颌骨骨密度比较

经方差分析， F＝5.569，P＝0.038。第24周与第8周组比较，P＜0.05。检验结果见表3。

表3  3组犬下颌骨提前拆板侧骨密度比较

*表示与第8周组比较P均小于0.05。

3  讨论

骨密度即“骨骼矿物质密度” ，是去除间充质后骨单位体积内骨无机成分的量。骨的强度由骨量和骨结构两方面因素决定，其中75％至85％骨由骨量来决定，故一定状态的骨密度代表骨骼的强度，骨密度降低情况可反映骨量减少、骨强度减弱的程度[4]。所以，常用骨密度来评价骨折愈合能力[5]。

双能X线骨密度测定作为一项新技术，与X线片相比，具有高分辨率、高准确度和检测时间短的优点，能有效地反映骨折的愈合。较清楚地观察到骨折端骨矿物含量的变化趋势[6]。目前骨密度扫描已是公认的检测BMD的金标准[7]。双能X射线骨密度测量仪中有高能与低能两种光子，在穿透机体组织时，组织对这两种不同能量光子的吸收有一定差异，仪器探头将光能吸收的差异转变为计算机脉冲计数差异，并进行运算[8,9]。

通过实验，我们发现，犬下颌骨骨折8与12周，提前拆板侧骨密度大于未提前拆板侧的骨密度，而在第24周时，提前拆板侧与未提前拆板侧骨密度无明显差别。提示在12周内，因内固定材料作为高刚度固定物或假体存在，使原作用于骨骼局部的应力大部分被固定物承受，使骨折愈合或骨的生长缺乏适当的应力刺激，从而导致骨重建负平衡，是骨折愈合变缓，骨结构紊乱和骨皮质、骨松质疏松[10]等。第12周组犬均未发生继发性骨折的事实也提示，犬下颌骨骨折用小型钛接骨板固定后12周左右拆除内固定装置是安全的。

因为有应力遮挡效应的存在,人下颌骨骨折愈合后是否真正有必要取出钛接骨板以及取板的合理时间，还应采用循证医学的方法进行研究，为全面了解应力遮挡对下颌骨骨折愈合的影响提供科学依据。

参考文献：

1. 林野, 王兴. 下颌骨骨折的小型钛板坚固内固定技术.中华口腔医学杂志, 2000, 25( 2) : 85

2. Alpert B, Seligwon D. Removal of asymptomatic bone plates used for orthognathic surgery and facial fracture. J Oral maxillofac Surg.1996,54(5):618

3. Chao EY, Inoue N, Elias JJ, Aro H. Enhancement of fracture healing by mechanical and surgical intervention. Clin Orthop Relat Res,1998, 10(355 Suppl):S163

4. Watts NB．Fundamentais and piffaiis of bone densitometry using dualenergy X-ray absorptiometry(DXA)．Osteoporos Int，2004，15：847-854

5. 谢世华，韩春鸣，常德海等.1350例骨折病人骨密度检测分析.临床医学工程.2010,17,(10):131-132..

6. 王维彬，韩大成，张培训等.小夹板固定对实验性家兔长管状骨骨折愈合骨密度的影响. 中国组织工程研究与临床康复. 2011,06,25,15（26）:4854-4856

7. Tselentakis C, Owen PJ, Richardson JB, et al. Fracture stiffness in callotasis determined by dual-energy X-ray absorptiometry scanning. J Pediatric OrLhop(Part B). 2001,10:248-254.

8. 刘忠厚.骨矿与临床[M].北京:中国科学技术出版社,2006.

9. Reed JW. The assessment of bone mineralization from the relative transmission of Am-241 and Cs-137 radiation. Phy Med Biol.1996;11:174-178.

10. Cole PA, Zlowodzki M, Kregor PJ.Treatment of proximal tibia fractures using the less invasive stabilization system: surgical nexperience and early clinical results in 77 fractures.J Orthop Trauma. 2004;18(8):528-535.