生体の骨形成反応を利用したいわゆる仮骨延長法は、主に下肢の長管骨の骨延長法として整形外科領域において普及している。一方、膜性骨である顔面骨への応用はほとんど行われておらず、文献的にも1973年のSnyderらのイヌの下顎延長実験以降いくつかの実験報告がなされているだけであり、1992年、McCarthyらにより初めて臨床応用が行われた新しい分野である。これらの実験的報告のうち仮骨部の組織発生を観察したのはKarpらだけで、彼らはイヌの下顎骨を用い、主に膜性骨化によると結論している。しかし、四肢の長管骨延長の実験において、内軟骨性骨化によるとする報告と、膜性骨化が主であるとする報告があり、結論がない。本研究は顔面骨延長における骨形成の機序とリモデリングの過程を明らかにする目的で、家兎の下顎骨を用いた延長モデルを作成し、骨延長部の軟X線像と組織像の経時的変化とを観察した。さらに下顎骨延長に伴い発現の予想される咬合の変化、これに伴う顎関節への影響、および延長された骨の術後短縮の有無についても観察した。

　33羽の体重2.9〜3.4kgに成長した白色家兎を用い、全身麻酔下に実験を行なった。骨の延長には手指骨用の小型の骨延長器(ORTHOFIX M-100)を用いた。左下顎骨下縁に約2cmの切開を加え下顎骨前面で広頚筋を剥離挙上し、骨延長器用の皮質骨用螺子(Orthofix M-301)を2本、約3.5cm離して平行に刺入した。さらに骨膜を最小限の範囲で剥離し下顎骨を露出、電動ドリルおよび球形錐先を用い第一小臼歯前縁1mm前方で骨皮質切開した後、この部を用手的に骨折させ骨延長器の本体を皮質骨用螺子に装着した。術後2週後より、1日0.36mmの延長を2回に分けて、すなわち0.18mm/12hrs.の速度で、24日間で8.6mmの延長を行なった。延長終了後0、2、4、6、8、10週まで各々5羽ずつ屠殺し、下顎骨を採取した。また延長された骨の術後短縮の有無を観察するため、3羽の家兎において、延長終了後10週に延長装具を抜去し、2本の皮質骨用螺子が刺入してあった穴に歯科用補綴材料であるアマルガムを挿入し、その2点間距離を測定した。そしてその3カ月後に屠殺し、再度アマルガム間距離を測定した。

　評価法として、軟X線撮影、下顎骨長および下顎頭の測定、乾燥骨標本、脱灰および非脱灰研磨標本による組織像を用いた。特に非脱灰研磨標本はcontactmicroradiography(CMR)、Cole式H.E.染色、toluidine blue染色に使用した。

　今回、家兎の下顎を用いた骨延長モデルを作成し良好な骨形成が確認できた。しかじ家兎の下顎は骨内容積に占める歯牙の割合が高いため、皮質骨用螺子の刺入により歯牙を損傷したり、延長により歯牙が移動してしまう例があった。また実験に用いた延長器Orthofix M-100では、家兎の下顎骨には大きく、本来4本刺入すべき皮質骨用螺子が2本しか刺入できないなどの問題点もあった。

　骨形成の機序に関しては、過去にKarpらがイヌの下顎骨の骨延長において、膜性骨化が主体になると報告している。今回の実験では膜性骨組化、および内軟骨性骨化の両方の機序が働くことが明らかになった。これは一つには動物種による違いがあり、すなわち家兎においては軟骨が形成されやすいといえるのではないかと考えられる。また本術式では骨切り部が持続的に牽引されるため、骨切り部への血行という点では不利な状況にある。さらに下顎骨は咀嚼に関与しており常に動きが加わる。また本モデルでは骨延長器の螺子を2本しか刺入できず、固定性とという点で安定性に欠けていた。これら諸条件により軟骨が形成されやすい環境にあったともいえる。

　延長終了後2〜4週で延長仮骨は連続し、徐々にリモヂリングを受け皮質骨は厚みを増し、骨梁は吸収されてくる。そして8〜10週で管状骨の形態を示すことが明らかになった。この経過はKarp et al.の報告と同様であった。

　今回の実験で、家兎は著明な交叉咬合を呈し歯牙の変形をみた。また延長終了後8、10週群の下顎頭の形に左右差を認め、とくに延長側において前後、左右径とも小さくなっていた。しかし関節面には組織学的変化は認めなかった。これは今回延長したのが下顎体部の前方であったため、力学的負荷が垂直方向ではなく水平方向に加わったためと考えられる。

　頭蓋顎顔面領域において骨の延長を図る場合、従来の方法では術後短縮が大きな問題の一つとなっていた。今回の実験では延長後の骨の短縮は3カ月経過時において全く認められず、その効果の持続性が確認できた。この点は実際の臨床応用においては、非常に大きなメリットとなると考えられる。