孫荃 李?lèi)鸬?劉磊

口腔疾病研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 華西口腔醫(yī)院創(chuàng)傷整形外科（四川大學(xué)），成都 610041

顳下頜關(guān)節(jié)（temporomandibular joint，TMJ）是人體最活躍的關(guān)節(jié)之一。關(guān)節(jié)強(qiáng)直、外傷、腫瘤等疾病的發(fā)生，常導(dǎo)致顳下頜關(guān)節(jié)發(fā)生形態(tài)缺陷，功能喪失，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。顳下頜關(guān)節(jié)的重建一直以來(lái)都是困擾外科醫(yī)生的一個(gè)難題。傳統(tǒng)的顳下頜關(guān)節(jié)重建方式是利用自體組織移植（如肋骨肋軟骨、髂骨、下頜角、喙突等），一般認(rèn)為可以有效降低復(fù)發(fā)并改善患者面型，恢復(fù)咬合關(guān)系，但這些治療方法具有其固有缺點(diǎn)。首先，自體移植是從患者身上取骨及軟骨，必然帶來(lái)醫(yī)源性創(chuàng)傷，增加手術(shù)時(shí)間及風(fēng)險(xiǎn)，還可能引起供區(qū)相應(yīng)的并發(fā)癥；其次，自體骨與髁突形態(tài)、骨質(zhì)差異很大，只能達(dá)到功能上的近似，不能實(shí)現(xiàn)解剖學(xué)意義上的重建，重建效果并不理想；第三，自體移植常出現(xiàn)術(shù)后感染、吸收等問(wèn)題，引起手術(shù)失敗。綜上所述，尋求新的治療方法仍具有重要的理論和實(shí)踐意義。利用人工顳下頜關(guān)節(jié)進(jìn)行關(guān)節(jié)的重建，是口腔頜面外科近年來(lái)發(fā)展最快的治療方式之一。本文就近年來(lái)人工顳下頜關(guān)節(jié)的發(fā)展及其應(yīng)用作一綜述。

1 人工顳下頜關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)進(jìn)展

人工顳下頜關(guān)節(jié)的概念最早出現(xiàn)于19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，后經(jīng)過(guò)改良，采用薄金板、鈕箔替代切除的髁突進(jìn)行重建關(guān)節(jié)[1]。20世紀(jì)50年代起，學(xué)者們[2]在人工顳下頜關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)上不斷推陳出新。由于對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生物力學(xué)的認(rèn)識(shí)不足及材料與工藝的限制，早期的人工顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)植入效果并不令人滿意。自20世紀(jì)80年代至今，隨著相關(guān)學(xué)科的飛速發(fā)展，人工顳下頜關(guān)節(jié)從早期的模仿人工股骨頭形式的髁突置換、單純關(guān)節(jié)盤(pán)置換等形式向適應(yīng)顳下頜關(guān)節(jié)自身解剖、組織環(huán)境、運(yùn)動(dòng)形式等特征的全關(guān)節(jié)置換發(fā)展[3]。

顳下頜關(guān)節(jié)是人體最復(fù)雜的關(guān)節(jié)之一。顳下頜關(guān)節(jié)由下頜骨髁突、顳骨關(guān)節(jié)面、居于二者之間的關(guān)節(jié)盤(pán)、關(guān)節(jié)周?chē)年P(guān)節(jié)囊和關(guān)節(jié)韌帶組成，因此其運(yùn)動(dòng)形式復(fù)雜多變。當(dāng)下頜做開(kāi)口運(yùn)動(dòng)時(shí)，雙側(cè)髁突在關(guān)節(jié)窩或關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)下方轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)下頜做前后運(yùn)動(dòng)時(shí)，雙側(cè)髁突及關(guān)節(jié)盤(pán)沿關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)后斜面向前下方滑動(dòng)；當(dāng)下頜做側(cè)方運(yùn)動(dòng)時(shí)，非工作側(cè)髁突向前下內(nèi)滑動(dòng)，工作側(cè)髁突沿髁突下頜升支后緣的垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。由此可見(jiàn)，顳下頜關(guān)節(jié)組成的各個(gè)部分都參與到關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)當(dāng)中。因此，在人工關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)形式上，目前針對(duì)全關(guān)節(jié)與半關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)爭(zhēng)論已不復(fù)存在，全關(guān)節(jié)置換是發(fā)展的方向。人工顳下頜關(guān)節(jié)全關(guān)節(jié)假體在設(shè)計(jì)上是一種類(lèi)似于髖關(guān)節(jié)假體的杵臼關(guān)節(jié)假體，主要由下頜部件和關(guān)節(jié)窩假體構(gòu)成[4]。下頜部件即髁突假體，由行使關(guān)節(jié)功能的人工髁突和起固位作用的固位柄組成。在下頜部件的設(shè)計(jì)上，多采用整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定形式。關(guān)節(jié)窩假體的設(shè)計(jì)較為多元化，其主要的區(qū)別在于假體覆蓋的范圍以及關(guān)節(jié)盤(pán)的應(yīng)用。早期的關(guān)節(jié)窩假體只覆蓋關(guān)節(jié)窩及關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)，其與髁突的接觸面積較小，使髁突的運(yùn)動(dòng)軌跡受到局限[1]?，F(xiàn)在的關(guān)節(jié)窩假體增大了覆蓋面積，關(guān)節(jié)窩假體覆蓋關(guān)節(jié)窩、關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)及窩的外側(cè)緣[5]。除此之外，關(guān)節(jié)盤(pán)的應(yīng)用也大大增加了與髁突的接觸面積。由于關(guān)節(jié)盤(pán)具有使上下關(guān)節(jié)面吻合、改變顳下頜關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軸向、吸收拉力和壓力及保持關(guān)節(jié)盤(pán)與髁突平衡等重要功能，關(guān)節(jié)盤(pán)的重建在人工顳下頜關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)當(dāng)中也顯得尤為重要。van Loon等[6]首次提出了在人工顳下頜關(guān)節(jié)中插入關(guān)節(jié)盤(pán)以減小單位面積所受應(yīng)力從而降低摩擦系數(shù)，但至今關(guān)節(jié)盤(pán)的重建仍是難點(diǎn)。在近20年里，設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn)被放在了人工髁突在關(guān)節(jié)窩內(nèi)正確的生理位置上。研究[7]發(fā)現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)中心移至正常髁突轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡的尾部即正常髁突下方15 mm處，更好的模擬了髁突正常的轉(zhuǎn)動(dòng)功能并增大了患者的張口度。

2 人工顳下頜關(guān)節(jié)的材料學(xué)進(jìn)展

顳下頜關(guān)節(jié)是人體最活躍的關(guān)節(jié)之一，每天在說(shuō)話、咀嚼、吞咽和打鼾等過(guò)程中運(yùn)動(dòng)接近2 000次。顳下頜關(guān)節(jié)的受力情況極其復(fù)雜，顳下頜關(guān)節(jié)通過(guò)大小、形態(tài)和結(jié)構(gòu)的不斷改建去適應(yīng)變化了的力學(xué)環(huán)境，顳下頜關(guān)節(jié)負(fù)荷的增大以及關(guān)節(jié)組織適應(yīng)力的降低會(huì)導(dǎo)致顳下頜關(guān)節(jié)形態(tài)的損失或破壞，故對(duì)于人工顳下頜關(guān)節(jié)材料的選擇極其重要。早期的人工顳下頜關(guān)節(jié)置換尚處于部分關(guān)節(jié)置換的階段，故關(guān)節(jié)假體多分為關(guān)節(jié)窩假體和下頜體假體。關(guān)節(jié)窩假體最早出現(xiàn)于1945年，Eggers運(yùn)用鉭箔制作了第一例人工關(guān)節(jié)窩。關(guān)節(jié)窩假體經(jīng)歷了不銹鋼、硅橡膠等階段，后逐步被鈷鉻鉬合金所取代。下頜體假體最早由Hahn等于1964年制造，假體由丙烯酸髁突和鈷鉻鉬合金升支組成[1]。自上世紀(jì)80年代起，人工顳下頜關(guān)節(jié)進(jìn)入了全關(guān)節(jié)假體的新時(shí)代。因關(guān)節(jié)假體各部分功能不相同，對(duì)材料性能的要求也不盡相同，因此逐漸采用復(fù)合材料。早期的假體臼—頭是金屬—金屬的配伍，后因關(guān)節(jié)面磨損較大，被金屬—高分子材料所取代[2]。20世紀(jì)80年代初期出現(xiàn)了V-KⅠ型及V-KⅡ型全關(guān)節(jié)假體，這種由金屬髁突與聚四氟乙烯組合的全關(guān)節(jié)假體的應(yīng)用在美國(guó)逐步推廣[8]。但由于這種假體的磨屑產(chǎn)生了異物反應(yīng)，軟硬組織的破壞，以及植入患者的頑固性疼痛等嚴(yán)重的并發(fā)癥，已于90年代初被禁用[9]。V-K全關(guān)節(jié)假體帶來(lái)的負(fù)面影響一度使人工顳下頜關(guān)節(jié)的發(fā)展處于停滯狀態(tài)[10-11]。20世紀(jì)90年代后新的全關(guān)節(jié)人工顳下頜關(guān)節(jié)（金屬—超高分子聚乙烯的配伍）的問(wèn)世才重新提高了臨床對(duì)人工顳下頜關(guān)節(jié)的需求[7,12]。如今金屬—超高分子聚乙烯的配伍在人工顳下頜關(guān)節(jié)的領(lǐng)域中取得了較大的成功。目前市場(chǎng)上應(yīng)用最為廣泛的TMJ Concepts/Techmedica個(gè)性化人工顳下頜關(guān)節(jié)假體、Biomet/Lorenz標(biāo)準(zhǔn)型人工顳下頜關(guān)節(jié)假體均采用金屬—超高分子聚乙烯的配伍。在隨后的臨床報(bào)告中顯示這兩種人工顳下頜關(guān)節(jié)假體所取得的療效總體上令人滿意[5,13-20]。這種低摩擦金屬/高分子人工顳下頜關(guān)節(jié)的成功，主要源于超高分子聚乙烯材料的低摩擦因數(shù)、較高的耐磨性能、優(yōu)越的生物相容性和生物穩(wěn)定性以及高的沖擊韌性。而鈷鉻鉬合金和鈦合金的耐磨性、耐腐蝕性和綜合機(jī)械性能都較好，是目前人工關(guān)節(jié)中最常用的兩種金屬，普遍應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的假體材料中，幾乎占據(jù)全部人工關(guān)節(jié)假體市場(chǎng)。

3 個(gè)性化人工顳下頜關(guān)節(jié)的進(jìn)展

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人工顳下頜關(guān)節(jié)的個(gè)性化設(shè)計(jì)從設(shè)想逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。1988年三維CT重建首次被用于人工顳下頜關(guān)節(jié)，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）技術(shù)精確測(cè)量人工顳下頜關(guān)節(jié)所需數(shù)據(jù)[13]。20世紀(jì)90年代后，隨著快速原型技術(shù)（rapid prototyping，RP）的發(fā)展，人性化人工顳下頜關(guān)節(jié)逐漸成為趨勢(shì)，借助CT或MRI數(shù)據(jù)在立體模型上勾勒出要重建區(qū)域的幾何形態(tài)，為患者定制個(gè)性化假體，大大提高了假體的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。RP是一門(mén)基于CT或MRI數(shù)據(jù)制作立體光刻模型的技術(shù)[21]，為個(gè)體化人工顳下頜關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)、制作提供了有利條件。由于基于快速原型制作，假體與患者顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)解剖基本一致，術(shù)前可準(zhǔn)確測(cè)量每一個(gè)固定鈦釘?shù)奈恢眉吧疃?，確保在獲得可靠固定效果的同時(shí)，有效避免術(shù)中損傷下牙槽神經(jīng)及顱內(nèi)損傷。同時(shí)，各部件與顳部及下頜骨外形匹配良好，減少了人工關(guān)節(jié)松動(dòng)發(fā)生的可能[22-24]。目前市場(chǎng)應(yīng)用較為廣泛的個(gè)性化人工顳下頜關(guān)節(jié)是TMJ Concepts/Techmedica假體。該人工關(guān)節(jié)采用個(gè)體化定制，通過(guò)小于0.625 mm層厚的CT數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，完成較高精確度的快速原型，制作基于RP的個(gè)體化人工顳下頜關(guān)節(jié)。在快速原型上，根據(jù)治療要求，確定髁突切除的部位，對(duì)關(guān)節(jié)窩外側(cè)及下頜支外側(cè)的突出部分作修整，以保證人工關(guān)節(jié)各組件良好就位[24]。采用個(gè)體化設(shè)計(jì)制作的TMJ Concepts/Techmedica人工顳下頜關(guān)節(jié)，至今在美國(guó)已完成近千例的臨床應(yīng)用，臨床研究報(bào)告顯示對(duì)于大部分使用TMJ Concepts/Techmedica個(gè)體化人工顳下頜關(guān)節(jié)進(jìn)行全關(guān)節(jié)置換的患者，人工關(guān)節(jié)改善其因嚴(yán)重顳下頜關(guān)節(jié)疾病所致的開(kāi)口受限、疼痛、咀嚼功能下降等癥狀的成功率在90%，并且在5年時(shí)間內(nèi)人工關(guān)節(jié)作用良好[13-17]。TMJ Concepts/Techmedica個(gè)性化假體與Christensen標(biāo)準(zhǔn)型假體比較結(jié)果顯示：使用TMJ Concepts/Techmedica假體組的患者在張口度、疼痛、咀嚼功能等方面的療效較Christensen組有顯著的提高[14]。

4 問(wèn)題與展望

人工顳下頜關(guān)節(jié)置換術(shù)近年來(lái)逐漸成為顳下頜關(guān)節(jié)重建的重要形式之一，其相對(duì)禁忌證有全身情況不能耐受手術(shù)者、嚴(yán)重糖尿病患者、顳下頜關(guān)節(jié)急性炎癥或感染患者等。而目前較多認(rèn)同的適應(yīng)證包括：自體關(guān)節(jié)或人工關(guān)節(jié)移植失敗、經(jīng)歷多次手術(shù)者等；關(guān)節(jié)有較重的慢性炎性或吸收性病變；結(jié)締組織或自身免疫性疾??；造成嚴(yán)重畸形的纖維性或骨性強(qiáng)直；發(fā)育畸形；外傷、腫瘤所致的下頜垂直高度或和關(guān)系喪失等[2]。盡管手術(shù)治療以上嚴(yán)重的顳下頜關(guān)節(jié)病在國(guó)外尤其是美國(guó)較為普遍，每年有近3 000例人工顳下頜關(guān)節(jié)置換術(shù)。但人工顳下頜關(guān)節(jié)仍有以下問(wèn)題，具體如下。1）設(shè)計(jì)方面：關(guān)節(jié)盤(pán)的重建至今仍是人工顳下頜關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。2）材料方面：由于超高分子聚乙烯、鈷鉻鉬合金關(guān)節(jié)組合在人工髖關(guān)節(jié)的應(yīng)用已超過(guò)40年，已有研究顯示聚乙烯碎片（即磨屑）仍可引起骨質(zhì)的溶解破壞[25]。在顳下頜關(guān)節(jié)領(lǐng)域，相關(guān)研究[26]較少。至于聚乙烯碎片是否也會(huì)引起人工顳下頜關(guān)節(jié)置換術(shù)后嚴(yán)重的并發(fā)癥還需進(jìn)一步的研究。雖然目前人工顳下頜關(guān)節(jié)在材料選擇、作用形式等環(huán)節(jié)上仍未達(dá)到理想化，與正常顳下頜關(guān)節(jié)的功能活動(dòng)相比也尚有較大差距，但作為自體骨移植的替代品，優(yōu)良設(shè)計(jì)制作的人工關(guān)節(jié)對(duì)改善因顳下頜關(guān)節(jié)疾病所造成的嚴(yán)重癥狀具有較好的效果，臨床上取得了明顯的療效。相信隨著相關(guān)學(xué)科的進(jìn)展，人工顳下頜關(guān)節(jié)會(huì)在顳下頜關(guān)節(jié)疾病的治療中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

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