牵张成骨( distraction osteogenesis , DO) 是通过在分离后的骨段上施以持续稳定牵张力, 在其分开的骨段间形成新骨，该技术具有手术创伤小, 不需植骨, 周围软组织可同期扩张等优点,在与口腔颌面外科特别是口腔正畸技术相结合后不断受到广泛关注。1998 年,Liou 等[1 ] 提出了牙周膜牵张成骨方法,使牙齿移动速度提高数倍，大大缩短疗程。随后，Liou 等[2 ] 和Kisnisci 等[3]国外学者逐渐注意到牙齿在牵张成骨术后获得的骨再生区内移动的速度同样可以明显增加。但是，目前在牵张成骨后将牙齿移入新骨区的最佳时机和力值仍是主要讨论的问题。本实验通过建立犬的下颌骨牵张成骨后将牙移入新骨区的动物模型，观察在不同力值下牙体移动速度及牙根、牙周组织的改变。

1、材料和方法

1.1实验动物及分组

健康beagle犬8只（安徽医科大学实验动物中心提供），犬龄10～18月，10～12kg，雌雄不限。口内均为恒牙列，恒牙列公式：I3/3.C1/1.P4/4.M2/3.×2＝42,牙列完整且牙周健康，术前圈养一周，注射狂犬疫苗，培养进软食习惯。随机分为AB两组，每组4只，编号标识，分别在牵张成骨6周后施加50g、100g力值移动实验牙。

1.2牵张器

自行设计不锈钢口内牵张器，利用螺旋杆的旋转带动滑动部件沿固定部件导向槽移动而产生牵张，其最大延长幅度25mm，旋转一周，滑动部件移动0.5mm。

1.3实验方法

1.3.1下颌骨牵张成骨

所有实验犬均行单侧下颌骨第三、四前磨牙之间牵张成骨术。术日禁食禁水，称重，采用3％戊巴比妥钠1ml/kg静脉推注全麻。含1/300,000肾上腺素的利多卡因术区粘膜下浸润麻醉；切口位于第三、四前磨牙颊侧前庭沟水平方向约62.5px，将颊侧粘骨膜瓣低于下颌骨下缘翻起，充分暴露下颌骨体部；用700#裂钻喷水条件下纵形截开下颌第三、四前磨牙之间颌骨，形成人工完全骨折，同侧下颌角口外皮肤作约5mm切口穿出牵张器螺旋杆，固定牵张器，调节口外螺旋杆，使两侧骨段尽量靠紧，使下颌骨稳固固定；无活动性出血后对位分层缝合。术后连续5 d肌注80万单位青霉素针抗感染，2 次/ d, 给予半流质饮食，加强营养，庆大霉素液清洗创面。延迟期5d后每隔12h旋转牵张器一圈，每天约牵张1mm，牵引一周。

1.3.2实验牙移动及测量方法

牵张成骨巩固期6周后，全麻下用正畸结扎丝将NiTi螺旋拉簧固定在第三、四前磨牙之间的骨再生区之间，将第四前磨牙与第一磨牙8字结扎以增加支抗。以测力器结合游标卡尺测量拉簧长度作为确定力值的指标，分别施加50g、100g将第三前磨牙向远中移入至骨再生区。每两周加力1次以降低拉簧的应力疲劳并缓慢力值衰减，使实验牙拉力较为稳定可靠。移动速度以在相同的时间内实验牙移动距离为指标，通过游标卡尺（精确度：0.02mm），由同一技术人员测量3次，取平均值并记录。

1.3.3 X线片观察

在同一台程控500mA遥控医用诊断X射线机（北京万东医疗装备股份有限公司，FSK302-1A型），在牵张成骨期间观察下颌骨骨再生区成骨的情况。同时，在移动实验牙第1、2、3、4周后，利用数字根尖X片机拍摄实验牙的根尖片，观察根尖吸收，牙周膜及牙周组织的变化。以上均由同一技师操作完成。

1.3.4取材

实验牙移动4周后向实验犬静脉注入90~160ml空气处死动物，截取包括实验牙体、牙周组织、部分颌骨的标本。立即将标本浸泡于10％中性福尔马林固定液固定48h后备用。在常温下置于回旋振荡器（金坛市华城开元试验仪器厂，HY-5型，振幅20mm）容器中以130r/min持续震荡10天。脱钙完毕后用流水冲洗24h。将标本放入乙醇溶液逐级脱水，放入熔点为60~62℃的石蜡中浸泡3-4h（浸蜡温度为70~72℃）后包埋。采用RM2135型Leica切片机（德国产)切片，厚度4~5μm，常规HE染色，光镜下观察。

2、结果

2.1动物一般情况

所有动物均耐受实验全过程；牵引装置未发生变形、断裂、脱落等现象；手术创面均未发生感染。术后2～3d进食及活动逐渐恢复正常。下颌骨牵张后平均延长6.65mm，咀嚼功能轻度障碍，适当调牙合后正常。实验动物术侧下颌中线略偏向对侧，面部向对侧轻度偏斜。移动牙体时出现不同程度的牙龈红肿，经过牙周治疗后恢复正常。除100g力值牵引牙体四周后出现Ⅰ~Ⅱ度松动，其他均在Ⅰ度松动以内。

下颌牵张成骨达到预期效果，牵张区间隙内被新骨组织替代，离体下颌骨的骨再生区触之坚硬，未发现骨不连、骨缺损，骨皮质平整连续，新旧骨界较难辨识，舌侧下颌缘有少许膨隆且粗糙。

2.2 实验牙的情况

实验牙移动的速度是通过每周牙齿移动的距离来判断。其中W0表示牵张成骨后实验牙（第三前磨牙）与第四前磨牙之间的初始距离；W1-4分别表示实验牙移动第1、2、3、4周后与第四前磨牙之间的距离。相邻两周第三、四前磨牙之间测量距离之差，即实验牙相邻两周移动距离。数据以均值±标准差表示，实验牙在50g和100g力值下移动4周后，累计平均移动距离分别是1.98±0.10mm和3.68±0.09mm，

2.3 X线观察

通过下颌骨X线观察发现，牵张区新骨组织随牵张成骨的固定期的延长其骨密度也逐渐增高，在第6周时新成骨的骨密度较高，已接近正常骨的组织。

根尖X片观察发现，在不同力值移动实验牙，根尖出现明显吸收或只有轻度的根尖轮廓不清、圆钝；在100g力值移动实验牙时，牙周膜轻度增宽，牙槽嵴发生吸收，牙体出现倾斜。

3、讨论

牵张成骨正逐渐成为颅面骨骼畸形矫治以及提高正畸牙齿移动速度的一种有效方法。目前，国内研究报道主要是通过牙周膜或牙槽骨牵张成骨快速移动牙齿的实验。本次实验则是首次对下颌骨直接牵张成骨后，延长一定量的骨组织为正畸牙提供必要的间隙。

3.1实验动物的选择

目前用作牵张成骨的动物模型较多，可以是山羊、兔以及鼠等动物。但本试验除单纯牵张成骨外，还需要将牙体移入新骨区。虽然山羊的性格温顺便于操作，但山羊牙根粗大且紧密较难实现牙体移动的实验阶段，而兔及鼠是啮齿类动物，牙体较小，不便观察与操作。本实验选用的Beagle犬性格温顺，在下颌骨牵张及牙体移动期间能够自主配合完成实验全过程，一方面减少对动物的麻醉次数，另一方面由于观察位置在口内因此不会对操作者构成危险，也不会因动物暴躁对实验产生不利影响；此外，犬的牙体形态与人类无明显差异，而且其耐受能力也较其他动物好。

3.2牵张器

在牵张成骨过程中牵张器的良好的固定是保证成骨效果的重要条件。因此，

牵引器的长度、大小、形态、制作是否附贴、安置是否牢固、调节力方向及大小是否恰当准确等都影响牵引器的稳定性，成为试验过程关键的环节。本次试验所用的牵引器是由专业高级技师根据试验要求进行针对性设计制作，符合本实验自身的特点。但牵张器更应小型化，不仅可减少口内异物感，而且不会对牙周及其软组织造成损伤。

3.3 标本的制作

本实验采用10％中性福尔马林浸泡标本，因为中性福尔马林中加入了磷酸缓冲液,不易被氧化, 能长期保持pH7.0, 对组织标本的固定(特别是长期固定)、染色效果非常有利，使得正常组织细胞形态、层次分明、色彩鲜艳, 正常组织细胞基本上无萎缩、变形[4]。

选择适当的脱钙液是制备优质脱钙骨组织常规切片的关键，脱钙液的成分有多种，应根据要脱钙的组织进行选择[5]。鉴于需要对牙齿-牙周膜-牙槽骨-颌骨等不同组织同时观察，混合酸脱钙即保持了脱钙速度，而且混合酸中的不同成分会发挥其各自不同作用相互补充，不会对组织造成破坏。

3.4 移动牙齿力值和持续时间的选择

牙根及牙周组织在不同力值牵引下发生的变化可能受到许多因素影响，如年龄、性别、营养、疗程等。多数学者认为牵引力值不易过大，否则会发生严重牙根吸收，导致牙根局部炎症反应，Schwartz[6]研究表明最适宜的矫治力不超过毛细血管的压力，即20-26g/cm2，此种温和而持久的矫治力使牙齿能产生所希望的移动而又不会引起牙根及牙周组织的损伤，被视为“经典力学”，因此，学者们推荐正畸施力的大小必须考虑牙根的表面积。然而，因牙根表面积难以准确测量及牙齿移动方式不同所需的力量也不同，临床上很难确定每颗牙的最适矫治力。因此，结合临床经验以及文献资料，本实验选用50g、100g两种力值将实验牙移入牵张成骨新骨区。

国外研究[7, 8] 发现矫治力的持续时间也会造成牙根吸收, 与牵引力值对牙根吸收的影响同样重要。如果采用间断力进行矫治, 在其间歇期内不仅对已发生吸收的牙骨质可以得到修复, 同时能防止牙根进一步的吸收[9]。但姜若萍[10]等的研究结果显示间歇性施加外力虽然可能更符合细胞在生物体内的生理状态, 而长时间地使组织细胞受到同样的力, 可能不利于细胞发挥其生理功能, 反而有可能加重牙根吸收。因此本实验采用镍钛螺旋拉簧加力, NiTi 螺簧应力疲劳力值衰减较慢, 且实验每2 周加力1 次, 故加载力可视为持续力。

3.5 实验牙移动的方法

本研究是直接通过结扎丝固定拉簧移动实验牙，发现移动时存在不稳定因素，牵引方向不易始终保持一致，使得牙齿不是一直按照预先方向整体移动。当发生倾斜移动时，应力集中于牙槽嵴顶，从而导致了牙槽嵴牵引侧与张力侧均有水平吸收，继而牙槽骨高度的丧失。另外,拉簧处容易聚集食物残渣，难以自洁，从而加重龈炎程度，一些潜在的因素也可能导致牙槽骨高度的丧失。因此，对牙齿移动方式和材料选择上应做相应改进。但也有学者报道,正畸过程中,正畸牙的牙槽骨高度会有少量丧失,但在完成正畸治疗后,从未发生过多的吸收[11 ] 。

本实验选用的动物模型具有一定的代表性，用自制的牵张装置,以犬为实验对象,可建立科学、简单、可靠的动物模型,牵引的速度、频率精确可控。为以后在不同时机移动牙齿的实验提供动物模型的基础，但本实验仅为小样本的动物实验，所得结论仍需进一步研究与论证。