生物材料在頜面部外傷治療中的應用

頜面部創傷可能導致顱頜骨骨折缺損、副鼻竇塌陷、眼球內陷、周圍性面神經麻痹、軟組織疤痕， 臨床常表現為面部凹陷畸形、眶腔擴大， 鼻樑塌陷、歪鼻畸形、開口受限或錯頜畸形等。 對於顱頜骨骨折的治療採取早期復位固定愈後較好， 骨折癒合後一般不會造成顱頜面畸形和功能障礙。 近十年來， 骨折復位固定的材料和方法也有很大進步， 尤其是小夾板堅固內固定技術的應用。 使正頜外科手術的安全性明顯提高， 也減少了顱頜骨骨折的併發症。 生物材料在頜面部外傷的治療中發揮著重要的作用，

使顱頜骨骨折的固定、組織缺損造成面部凹陷畸形及器官移位的治療得到簡化， 減少了自體的組織移植造成的供區損害， 治療效果可靠。 隨著組織工程技術的迅速發展， 組織工程化軟骨、肌鍵、骨組織等的實驗研究都取得重要的突破， 將來可能在組織和器官缺損的修復方面開闢令人矚目的前景。

1 顱頜骨骨折的固定材料

顱頜骨固定材料的研究發展很快， 從不銹鋼絲， 不銹鋼夾板， 鈷合金和鈦等金屬材料， 逐漸向可降解材料過度， 固定方法也有顯著進步。 金屬絲結紮是頜骨固定最常用的方法， 其固定方式是把頜面部骨折斷端穩固連接在一起， 這種固定方法僅能從單一平面發揮對接作用。 Spiessl（1976）採用預攻螺絲固定下頜骨矢狀劈開截骨術，

使頜骨堅固內固定技術得到廣泛應用， 堅固內固定夾板可以多方位立體固定頜骨斷端， 固定效果可靠， 有利於骨折癒合。 Ellis採用鈦釘堅固內固定和鋼絲結紮固定兩種方法， 進行對照的實驗研究， 其骨質的癒合過程存在差異， 鋼絲固定組骨斷端先充滿骨痂然後成骨， 而鈦釘堅固內固定組斷端間有骨質直接沉積。 堅固內固定技術對於頜骨手術可減少或避免頜間固定， 尤其對複雜型、粉碎型骨折的固定具有鋼絲無法比擬的優點。 不銹鋼夾板的缺點是骨折癒合後必須再作一次手術把夾板取出， 長期存留骨組織內可能發生骨吸收、螺絲釘或夾板松脫， 甚至生銹使局部出現炎症和疼痛。

鈦具有良好的組織相容性、超強的抗腐蝕性、無毒、對骨組織細胞無致癌作用， 致敏性低， 鈦骨組織介面嵌合在一起增加了夾板的穩定性， 小型夾板又具有良好的可塑性和強度， 植入後可以永久存留體內。 因此鈦及鈦合金製成的夾板在顱頜面外科已經基本取代了不銹鋼夾板。

生物可降解性骨固定材料組織相容性良好， 特別適合作為體內短期存在的植入物， 在骨斷端癒合後， 骨固定材料開始降解吸收， 並不妨礙骨折癒合。 1971年人們採用聚乳酸（PLA）縫合線固定下頜骨骨折， 此後， 把可吸收性聚合物研製成骨夾板， 並用於頜骨骨折及正頜外科手術。 Getter lee等用聚左旋乳酸（PLLA）夾板做狗下頜骨骨折固定的實驗研究， 由於PLLA術中可以改變夾板的形狀，

夾板和螺釘可通過加熱熔為一個整體， 使骨端的固定更加牢固， 在32~40周時骨斷端完全癒合。 生物可降解性骨固定材料雖然無需做第二次手術取出夾板， 給患者減少了痛苦， 但是機械強度還不如金屬夾板， 少數有發生遲發性炎症反應的報導。 今後在提高機械強度， 預防遲發性炎症反應， 控制降解速度等方面尚需進一步研究。

2 人工充填材料

頜面部創傷造成的組織缺損經常選擇生物材料植入進行修復。 生物材料包括以下三類：（1）金屬類如不銹鋼固定裝置、鈦合金人工關節等;（2）生物性陶瓷類如羥基磷灰石、人工骨等;（3）高分子聚合物類包括細胞外基質（extracelllar matrix ECM） 和組織再生引導（guided tissue regeneration GTR）材料， ECM是組織工程學研究和開發的核心內容之一，

它為組織細胞生長和分裂提供三維空間， 這種支架結構是形成組織器官的基礎。 GTR選擇地引導細胞向組織缺損部位生長、附著， 以達到組織修復的目的。 高分子聚合物類生物材料又分為生物可降解材料和生物不可降解材料， 可降解的生物材料是組織工程學中組織複製和器官複製， 及組織再生引導材料研究中的最有前途的研究領域， 常用的有聚乳酸（Polylactic PLA）、聚羥基乙酸 （PGA）等。 生物不降解材料的種類很多， 主要包括聚乙烯， 多孔羥基磷灰石、聚四氟乙烯、膨體聚四氟乙烯以及多種材料的複合體等， 目前以膨體聚四氟乙烯應用最廣泛。 高分子材料如異丁烯酸甲酯（如Plexiglas ， Paladon）、醯胺（Perlon ， Nylon）、矽橡膠等都曾被廣泛地用於臨床。 但手術的併發症如感染、排異、對組織細胞的刺激以及植入體所引起的纖維囊和炎性肉芽組織增生等， 使這些材料並不令人滿意。

GORE-TEX 膨體聚四氟乙烯（expanded polytetrafluorethylene ePTFE）的超微結構呈多孔狀，植入機體後細胞易於長入，從而使之固定，但並不形成纖維囊。Neel等將 ePTFE植入紐西蘭白兔的皮下，組織學觀察顯示有較多的組織細胞和巨細胞在材料表面，材料的微孔狀間隙部分充滿膠原基質，成纖維細胞和功能性毛細血管，組織貼附在材料的表面，並生長到材料的間隙中，微孔狀結構融入組織，並沒有形成纖維囊性結構，但也能夠整塊地取出。ePTFE材料質地柔軟，其彈性和硬度與軟組織相似，有較好的抗張強度。從理化性質來看，此種材料被證明是當今最合適的植入體，經過近30年的臨床觀察，ePTFE沒有發生免疫變態反應的報導，無致癌作用，全很少發生排異反應。ePTFE材料的這些特點使之很快成為良好的組織替代品。

2.1顱頜骨外傷缺損的治療：對於陳舊性顱頜骨骨折移位、粉碎性骨折造成的骨缺損、眶腔骨折眶內容物疝、篩竇和上頜塌陷均可能出現面部凹陷，選擇人工材料進行修復不但簡化了手術，而且效果明顯。曾經廣泛應用羥基磷灰石植入，由於併發症的發生率較高而被冷落，此後，羥基磷灰石複合人工骨用於活動性義眼，加入骨形成蛋白（BMP）作為牙槽脊成型材料及修復眶壁塌陷。多聚乙烯（Medpor）的組織相容性良好，具有可塑性，它的半成品模型在修復眶外側緣，顴骨、額骨及上頜骨形態十分理想，治療大面積的顱頜骨缺損、眶再造取得明顯效果。鼻骨骨折沒有復位固定或鼻骨粉碎性骨折往往遺留鞍鼻、外鼻及鼻樑過低等畸形，Stucken等認為鞍鼻及鼻樑過低的治療效果在很大程度上取決於植入材料的選擇。矽橡膠假體由於其組織相容性不佳，植入體周圍組織形成纖維囊，容易活動。ePTFE由於具有諸多優點，被國內外大量應用於隆鼻術，Rothstein等把多層ePTFE軟組織補片縫在一起作為隆鼻材料，以增加植入體的厚度［20］。祁佐良（1998）報導了ePTFE治療頜面部創傷及畸形64例的臨床研究，用ePTFE半成品鼻模型支架行23例隆鼻手術，包括因矽橡膠假體發生排異而一期置換ePTFE假體的病例均獲成功。

2.2 顏面部軟組織缺損、凹陷的修復：眶骨折內側壁和下壁常發生眶隔脂肪疝，導致眼球內陷，選擇人工骨、矽橡膠、ePTFE等材料植入，能夠矯正眶畸形和眼球內陷。70年代把膠原作為軟組織充填劑用於臨床，這種可溶性的膠原都來源於牛，注射後可能發生不同程度的過敏和排斥反應，另外，膠原的吸收率高，需要多次反復注射，價格昂貴。Walter等用組合移植，即皮瓣下襯墊單層或多層ePTFE夾填補前額、面頰部缺損400例，只有7例因感染則而取出。他們建議用組織膠、褥式縫合或植入骨膜下來增加穩定度，如果效果不夠理想可以在術後5個月再次在其深層或表層植入ePTFE。尹衛民（1998）報導了可注射性親水性聚丙烯醯胺凝膠（Hydrophilic polyacrylamide Gel，商品名Interfall）軟組織填充劑治療面部凹陷畸形98例應用，隨訪6個月，近期療效滿意，但是遠期效果如何尚需進一步觀察，選擇生物材料注射到機體內應該慎重，如果形成硬結、植入物感染、形態不滿意、取出植入物非常困難。

3 併發症及注意事項

3.1 排異反應：羥基磷灰石、矽橡膠、注射性膠原、記憶合金和金屬夾板等都有發生排異反應而排除的報導，組織相容性是植入體是否能夠長期存留體內的決定因素。ePTFE、Medpor、鈦、 pLA 、PGA都有良好的組織相容性，很少發生排異反應。Neel的動物實驗對ePTFE、碳合聚四氟乙烯（Proplast）和多孔聚乙烯（Plasti-pore）軟組織充填材料進行比較，結果發現ePTFE植入的組織相容性最好。這些材料雖然在臨床和實驗研究中有時可見異物反應，但均較輕微，且並不由此誘發感染。

3.2 感染：任何一種移植材料都有發生感染的可能，尤其在應用合成材料時更要注意。感染發生的因素很多，除了醫師手術操作的原因外，Merritt，Karlan認為移植物發生感染的可能性與材料的表面結構有關。在實際操作中要強調嚴格的無菌性，術後的最好預防性給予一定劑量的抗菌素，還需注意人工材料的植入層次、數量和部位要適當，不能造成皮膚過度緊張。

生物材料的易操作性、硬度和柔軟性、極佳的生物相容性，使手術治療更為便捷，通常在局部麻醉下就可進行，術後併發症少，且手術效果更加持久。但要指出的是，任何優良的材料只有和合理的手術設計，精湛的手術技巧相結合才能達到最佳的療效。

使這些材料並不令人滿意。

GORE-TEX 膨體聚四氟乙烯（expanded polytetrafluorethylene ePTFE）的超微結構呈多孔狀，植入機體後細胞易於長入，從而使之固定，但並不形成纖維囊。Neel等將 ePTFE植入紐西蘭白兔的皮下，組織學觀察顯示有較多的組織細胞和巨細胞在材料表面，材料的微孔狀間隙部分充滿膠原基質，成纖維細胞和功能性毛細血管，組織貼附在材料的表面，並生長到材料的間隙中，微孔狀結構融入組織，並沒有形成纖維囊性結構，但也能夠整塊地取出。ePTFE材料質地柔軟，其彈性和硬度與軟組織相似，有較好的抗張強度。從理化性質來看，此種材料被證明是當今最合適的植入體，經過近30年的臨床觀察，ePTFE沒有發生免疫變態反應的報導，無致癌作用，全很少發生排異反應。ePTFE材料的這些特點使之很快成為良好的組織替代品。

2.1顱頜骨外傷缺損的治療：對於陳舊性顱頜骨骨折移位、粉碎性骨折造成的骨缺損、眶腔骨折眶內容物疝、篩竇和上頜塌陷均可能出現面部凹陷，選擇人工材料進行修復不但簡化了手術，而且效果明顯。曾經廣泛應用羥基磷灰石植入，由於併發症的發生率較高而被冷落，此後，羥基磷灰石複合人工骨用於活動性義眼，加入骨形成蛋白（BMP）作為牙槽脊成型材料及修復眶壁塌陷。多聚乙烯（Medpor）的組織相容性良好，具有可塑性，它的半成品模型在修復眶外側緣，顴骨、額骨及上頜骨形態十分理想，治療大面積的顱頜骨缺損、眶再造取得明顯效果。鼻骨骨折沒有復位固定或鼻骨粉碎性骨折往往遺留鞍鼻、外鼻及鼻樑過低等畸形，Stucken等認為鞍鼻及鼻樑過低的治療效果在很大程度上取決於植入材料的選擇。矽橡膠假體由於其組織相容性不佳，植入體周圍組織形成纖維囊，容易活動。ePTFE由於具有諸多優點，被國內外大量應用於隆鼻術，Rothstein等把多層ePTFE軟組織補片縫在一起作為隆鼻材料，以增加植入體的厚度［20］。祁佐良（1998）報導了ePTFE治療頜面部創傷及畸形64例的臨床研究，用ePTFE半成品鼻模型支架行23例隆鼻手術，包括因矽橡膠假體發生排異而一期置換ePTFE假體的病例均獲成功。

2.2 顏面部軟組織缺損、凹陷的修復：眶骨折內側壁和下壁常發生眶隔脂肪疝，導致眼球內陷，選擇人工骨、矽橡膠、ePTFE等材料植入，能夠矯正眶畸形和眼球內陷。70年代把膠原作為軟組織充填劑用於臨床，這種可溶性的膠原都來源於牛，注射後可能發生不同程度的過敏和排斥反應，另外，膠原的吸收率高，需要多次反復注射，價格昂貴。Walter等用組合移植，即皮瓣下襯墊單層或多層ePTFE夾填補前額、面頰部缺損400例，只有7例因感染則而取出。他們建議用組織膠、褥式縫合或植入骨膜下來增加穩定度，如果效果不夠理想可以在術後5個月再次在其深層或表層植入ePTFE。尹衛民（1998）報導了可注射性親水性聚丙烯醯胺凝膠（Hydrophilic polyacrylamide Gel，商品名Interfall）軟組織填充劑治療面部凹陷畸形98例應用，隨訪6個月，近期療效滿意，但是遠期效果如何尚需進一步觀察，選擇生物材料注射到機體內應該慎重，如果形成硬結、植入物感染、形態不滿意、取出植入物非常困難。

3 併發症及注意事項

3.1 排異反應：羥基磷灰石、矽橡膠、注射性膠原、記憶合金和金屬夾板等都有發生排異反應而排除的報導，組織相容性是植入體是否能夠長期存留體內的決定因素。ePTFE、Medpor、鈦、 pLA 、PGA都有良好的組織相容性，很少發生排異反應。Neel的動物實驗對ePTFE、碳合聚四氟乙烯（Proplast）和多孔聚乙烯（Plasti-pore）軟組織充填材料進行比較，結果發現ePTFE植入的組織相容性最好。這些材料雖然在臨床和實驗研究中有時可見異物反應，但均較輕微，且並不由此誘發感染。

3.2 感染：任何一種移植材料都有發生感染的可能，尤其在應用合成材料時更要注意。感染發生的因素很多，除了醫師手術操作的原因外，Merritt，Karlan認為移植物發生感染的可能性與材料的表面結構有關。在實際操作中要強調嚴格的無菌性，術後的最好預防性給予一定劑量的抗菌素，還需注意人工材料的植入層次、數量和部位要適當，不能造成皮膚過度緊張。

生物材料的易操作性、硬度和柔軟性、極佳的生物相容性，使手術治療更為便捷，通常在局部麻醉下就可進行，術後併發症少，且手術效果更加持久。但要指出的是，任何優良的材料只有和合理的手術設計，精湛的手術技巧相結合才能達到最佳的療效。