Функциональная теория роста

Если ни кость, ни хрящ не являются определяющими факторами в развитии черепно-лицевого скелета, то контроль будет принадні жать смежным мягким тканям. Эта точка зрения отстаивалась в 1960-х годах Moss в его «теории функциональной основы» роста¹ Согласно данной теории хрящи длинных костей обладают внутренним потенциалом роста, однако хрящи нижнечелюстного мыщелка и носовой перегородки не являются определяющими для челюстного роста. Вместо этого Moss считает, что рост лица происходит в результате реакции на функциональные потребности и осуществляется благодаря мягким тканям, в которые заключены челюсти. С точки зрения этой концепции мягкие ткани растут, а кости и хрящи регенерируют.

Рис. 2-38. А — пример анэнцефалии у новорожденного (слева) в сравнении с нормальным новорожденным. Обратите внимание на недоразвитие костного покрытия при отсутствии мозга. В — череп ребенка с гидроцефа­лией. Обратите внимание на сильное увеличение черепной коробки в ответ на увеличение внутричерепного дав­ления. С — вид сверху и D — вид спереди черепа со скафоцефалией, где произошло преждевременное сращение среднесагиттального шва. Обратите внимание на отсутствие среднесагиттального шва и крайне малую ширину черепа. В качестве компенсации невозможности бокового роста мозг и черепная коробка ненормально вытяну­ты назад. (С — цит. по: Proffit WR, White RP: Surgical-orthodontic treatment, St. Louis, 1991, Mosby.)

Рост черепа прекрасно иллюстрирует данную модель скелетного развития. Не существует возражений, что рост черепного свод является прямой реакцией на рост мозга. Давление, оказываемое растущим мозгом, растягивает черепные кости на швах, и эти участки пассивно заполняются новой костью, чтобы черепная коробка подходила под размер мозга.

Этот феномен виден у человека в двух природных экспериментах (рис. 2-38). В первом, когда мозг имеет очень малый размер, череп также очень малого размера и наблюдается микроцефалия. В данном случае размер головы точно совпадает с размером мозга. Вторым природным экспериментом является гидроцефалия. В данном случае нарушается реабсорбция цереброспинальной жидкос­ти, жидкость накапливается, и повышается внутричерепное давле­ние. Увеличенное внутричерепное давление препятствует развитию мозга, так что гидроцефалы могут иметь маленький мозг и умствен­ную отсталость; но эти условия также приводят к чрезмерному ро­сту черепного свода. Неконтролируемая гидроцефалия может при­вести к увеличениям черепа в 2 или 3 раза, с огромными фронталь­ными, теменными и затылочными костями. Это, быть может, явля­ется самым ярким примером действия «функциональной основы». А другим ярким примером является соотношение размера глаза и глазной впадины. Большие или малые глаза вызывают соответ­ствующие изменения размеров глазных впадин. В данном примере глаз является функциональной основой.

Согласно теории Moss основным определяющим фактором рос­та верхней и нижней челюсти является увеличение носовой и рото­вой впадин, которые растут в соответствии с функциональными по­требностями. Данная теория не объясняет, каким образом функцио­нальные потребности передаются тканям вокруг рта или носа, но по­казывает, что хрящи носовой перегородки и нижнечелюстных мы­щелков не играют важной роли в развитии и их потеря не повлияет на рост при условии сохранения надлежащего функционирования.

Рис. 2-39. Профиль девочки, у которой серьезная инфекция сосцевид­ных отростков затронула височно-нижнечелюстные суставы и привела к анкилозу нижней челюсти. В результате наблюдается недоразвитие ниж­ней челюсти.

С точки зрения этой теории, однако, отсутствие нормального функционирования должно иметь обширное воздействие.

Мы уже отмечали, что в 75—80% случаев расщепление и после­дующая потеря мыщелка у детей не влияет на рост нижней челюс­ти. Мыщелок быстро регенерирует. А что же происходит с 20—25% детей с задержкой роста после расщепления мыщелка?¹⁹ Может ли нарушение функционирования быть причиной задержки роста?

На этот вопрос можно с уверенностью ответить «да». Уже много лет известно, что рост нижней челюсти значительно замедляется анкилозом (рис. 2-39), представляющим собой срастание суставов так, что их подвижность пропадает или крайне ограничивается. Нижнечелюстной анкилоз может развиваться во многих случаях. Например, возможной причиной является серьезная инфекция в области височно-нижнечелюстного сустава, ведущая к разруше­нию тканей и образованию рубцов. Другой причиной, безусловно, может являться травма, ведущая к недостаточности роста в резуль­тате большого повреждения мягких тканей, ведущего к большому образованию рубцов в ходе заживления. Механические ограниче­ния подвижности височно-нижнечелюстного сустава, вызванные рубцовой тканью, препятствуют переносу нижней челюсти в ходе роста смежных мягких тканей, что является причиной замедления роста у некоторых детей после перелома мыщелка.

Рис. 2-40. Схематичное изображение дистракционного остеогенезг длинной кости. На рисунке представлен этап после разрезания костной пластинки, начального заживления и через несколько недель дистракции. В центре находится фиброзная рентгенопрозрачная промежуточная зона с продольно ориентированными коллагеновыми пучками в области, где происходит удлинение кости. В этом участке также обнаруживаются пролиферативные фибробласты и недифференцированные мезенхимальные клетки. По краям промежуточной зоны появляются остеобласты. С обеих сторон от промежуточной зоны имеются хорошо кровоснабжаемые участки минерализации, под ними — зоны ремоделирования. Такая последователь­ность формирования натянутого коллагенового матрикса, минерализации и ремоделирования характерна для процесса остеодистракции. (Цит. по: Samchukov et al. In McNamara J, Trotman C (editors): Distraction osteogenesis and tissue engineering, Ann Arbor, Mich., 1998, University of Michigan Center for Human Growth and Development.)

Интересным и клинически важным является тот факт, что при некоторых обстоятельствах можно индуцировать рост костной тка­ни хирургически методом, называемым дистракционным остеогенезом (рис. 2-40). Русский ученый Елизаров в 1950 г. обнаружил, что при разрезании костной пластинки длинных костей конечностей и приложении натяжения на разделенные сегменты можно наблю­дать рост костной ткани. Результаты современных исследований показывают, что наилучшего эффекта удается достичь, если прово­дить дистракцию через несколько дней после хирургического раз­реза, в период начального заживления и формирования костной мозоли, со скоростью 0,5—1,5 мм в день (рис. 2-40)²⁰. В области раз­реза можно получить удивительно большой прирост костной тка­ни, в некоторых случаях наблюдается удлинение руки или ноги на несколько сантиметров. В настоящее время дистракционный остеогенез широко применяется для коррекции деформаций конеч­ностей после травм и при врожденных дефектах.

Кость нижней челюсти очень похожа по внутренней структуре на кость конечностей²¹, хотя их курс развития различен. Удлинение нижней челюсти с помощью дистракционного остеогенеза, несо­мненно, возможно (рис. 2-41). Однако перед тем как начать широ­кое использование этого метода для коррекции недоразвития ниж­ней челюсти, нужно еще решить некоторые практические вопросы. Костная ткань верхней челюсти и других лицевых структур менее похожа на кость конечностей, и пока не так очевидно, что дистрак­ционный остеогенез может применяться и в этих областях. В сущ­ности, стимуляция роста за счет разделения костей в области швов и есть остеодистракция. Модификация роста верхней челюсти пу­тем его стимуляции в области швов является одним из основных видов ортодонтического лечения уже многие годы. На момент на­писания данной книги различия в реакции на дистракционный ос­теогенез костей челюстно-лицевой области конечностей пока толь­ко изучаются. Но стремительный прогресс в области биологичес­ких основ и механики дистракционного остеогенеза говорит о том, что этот метод найдет широкое применение в ортодонтии в бли­жайшем будущем, по крайней мере для увеличения размеров ниж­ней челюсти²². Более детально дистракционный остеогенез как ме­тод коррекции недоразвития челюстно-лицевых структур описан в главе 22.

Рис. 2-41. Наружная фиксация аппарата для дистракционного остеогенеза и удлинения нижней челю­сти у ребенка с гемифациальной микросомией.

В итоге получается, что рост черепа происходит в виде реакции на рост мозга. Рост основания черепа в первую очередь является ре­зультатом внутрихрящевого развития и костной замены в синхонд­розах, которые имеют независимый потенциал роста, но подверже­ны влиянию роста мозга. Рост верхней челюсти и соответствующих структур вызван комбинацией роста на швах и прямой реконструк­цией костных поверхностей. Нижняя челюсть переносится вперед и книзу с ростом лица, новая кость заполняет швы. Степень, до ко­торой рост хряща носовой перегородки доводит перенос верхней челюсти, нам неизвестна, но как окружающая мягкая ткань, так и этот хрящ, возможно, вносят свой вклад в переднее перемещение верхней челюсти. Рост нижней челюсти происходит как в результа­те внутрихрящевого разрастания на мыщелке, так и аппозиции и резорбции кости на поверхностях. Очевидно, что нижняя че­люсть перемещается в пространстве благодаря росту мышц и дру­гих смежных мягких тканей, а дополнение новой кости на мыщел­ке происходит в результате изменений мягких тканей.