摘要：在临床上进行骨气割或骨钻孔时会产生摩擦热，但热的产生会导致骨愈合的影响。本文就摩擦热对骨愈合造成如此的损害、产生摩擦热的各种因素、以及如何预防问题进行综述。
关键词：摩擦热，愈合     骨，气割，钻孔
随着植骨技术和整颌外科技术的发展，特别是近年来口腔种植技术的发展，骨切割和钻孔技术在临床上的应用日益广泛。然而，由此引起的局部骨损伤，尤其是摩擦热的损伤，对局部骨愈合究竟会造成怎样的后果？以及如何进行预防？。本文就近年来国外对这方面的研究情况综述如下。
一 热对骨愈合的影响
  1 临床研究：Eriksson[1]发现临床上，在盐水冷却下，对Richard's板插入螺丝时，测得距钻孔0.5mm处的局部温度平均为89 ℃。Huiskes[1]在实验中将已制备后的骨片插入后温度升高到45~90 ℃。Eichlier[2]描述了在骨制备后，由骨温度增高造成的假关节形成。Willengger[2]等人在尸体髋骨Moore修复体中发现骨组织和有机玻璃之间有大的组织坏死区。以上说明临床上在骨切割过程中会造成局部温度升高，并影响骨组织的愈合。Fagnoni 等人[3]也得出相似的结论。Brisman等人[4]认为决定人工牙植入的成功是在骨钻孔时获得最小的热，并对温度的持续时间进行测定，在转速在2400rps负荷为1.2~2.4kg和转速在1800rps和负荷在1.2kg时与2400rps、2.4kg时温度相似。单独地增加转速或负荷引起骨的温度升高，然而，同时增加转速和负荷对切割更有效而无温度升高。Benington等人[5] 应用Branemark种植技术进行钻孔时骨温度变化采用了红外线原理进行检测；在钻孔整个区域内记录三种钻孔的温度变化时期。所用的三种钻孔是，一种圆形钻头确定固定的区域，一种是螺旋形钻头确定钻孔的方向，另一种是引导钻头（3mm）逐渐增加直径，结果，圆形钻头、螺旋钻头和引导钻头分别温度达到82.7℃、130.1℃和126.3℃。温度的变化，delta T分别为圆形钻头45.7℃、2mm螺旋钻头为79℃和3mm引导钻头为78.9℃。平均范围圆形钻头、螺旋形钻头和引导钻头分别为49mm2、140.1mm2和273.0mm2。
2 动物实验研究：Eriksson[6]等人在兔胫骨上植入可加热的钛腔（the thermal chamber）。并在该腔上安装活体显微镜进行定期观察。结果发现骨组织加热至40~41℃时有局部血管的充血、扩张、血流加快；加热至50℃时出现部分血管损伤，但一周后可恢复正常；加热至60℃时会发生永久性的血流中断；加热至47℃以上时，脂肪细胞开始出现颜色变暗，脂肪滴增大，并逐渐消失；在二周以后又明显增多并浸润骨组织的吸收区，与加热前比较，脂肪细胞数量可达1.5~2倍；骨吸收也出现在加热47℃以上时，表现为骨结节的缩小，骨表面凹凸不平，或呈波浪状，有时可见Howship陷窝，骨吸收后由低分化的脂肪细胞取代。作者指出，骨组织中各种细胞对热的抵抗力，最强为上皮组织（如血管上皮）、其次为脂肪细胞、最差为骨细胞。故强调骨组织加热47℃/1分钟为骨生存的临界温度。
Eriksson[1]等人在兔股骨内植入可使骨长入并可进行加热的骨生长腔（the bone growth charmber），通过对各组动物不同程度的骨生长腔加热，并与不加热的组织进行对照，在骨密度、显微X线照像和组织学方面进行检查，发现加热至50℃/1分钟时，在骨生长腔内很少或没有骨组织的形成，在对照组，骨腔内都有骨组织的存在，二者密度之比平均为0.02：1。组织学检查，实验组的骨腔内只含有血凝块，很少或没有血管成分，实验组的动物被处死后，发现实验腔和骨组织固定不牢固，易活动；在加热至47℃/1分钟时，在骨生长腔内有较多的骨组织形成，其密度与对照组之比为0.42：1，在组织学上两组动物无明显差异；动物处死时，部分实验腔在骨组织上可被旋出，其余固定较牢。而对照组动物实验腔固定坚固，不能用手除去。在加热至44℃/1分钟时，实验组的骨密度、X线照像和组织学检查均与对照组相同，二者密度比值平均为1.07：1。而且实验组的骨生长腔都牢固地固定在骨组织上，不易活动。同样得出，44~47℃/1分钟是骨再生的临界温度。
Yacker等人[7]使用温度计测定钻孔时温度的同时使用CT扫描牛骨块以确定骨的密度和构造，在骨制备过程中，钻孔温度被显示超过了周围的骨温度，大量的盐水冲洗则减少了钻孔时的温度，骨制备的深度分别为8.5、10.5、13.5、15.5、18.5和20.5  mm，骨密度在温度升高方面比骨制备的深度起了更大的作用。加用引导钻按顺序钻孔逐渐扩大产生的热量较小，骨制备的宽度从2~3  mm产生的热和2  mm宽骨制备相似。
然而Iyer等人[8~9]的二部分实验却得出相反的结论，即在20,000、30,000和40,000rps转速所获得的温度是逐渐降低（P<0.05）；Schmitt等人[10] 为了显示温度的差异，钻孔模拟"Finite Element方法"界面温度通过能量分配进行测定。结果显示，对于干钻孔和水冷却钻孔，钻孔温度高于用温度计放在距钻孔处0.5mm处的测定数13℃。
二影响摩擦热产生的因素
   1 冷却剂的作用：Tvetsh [11]实验中发现骨钻孔不使用冷却剂时，其局部温度升高可达300℃，而在冷却的情况下，连续钻孔至深部时才达100℃。Lavelle[2]等人用人类尸体胫骨进行钻孔实验，分别比较不冲洗，外冲洗，和内冲洗。结果发现，骨钻孔时局部温度的升高程度与钻头的形状无关（P>0.2）。而与冲洗有否有关，而且内冲洗较外冲洗效果更佳（P<0.01）。Eriksson等人[11]在人类活体无牙颌颌骨钻孔实验中，得出温度升高不大的原因主要是冷却剂的应用，有时所测的温度甚至低于钻孔前；实验和临床上所应用的冷却剂均为室温生理盐水。
    2 骨钻孔的深度：Eriksson等人[12]用活体兔的股骨、狗的股骨和人的股骨在盐水冷却的情况下进行钻孔实验中发现：兔股骨皮质厚度为1.5mm，连续钻孔穿透皮质后温度升高平均为40±1.1℃，狗股骨皮质厚度为平均3.5mm，最高温度平均为56±1.8℃，而人股骨皮质厚度为6.5mm，温度最高可达89±4.9℃。Lavelle[2]等人得出相似的结果。Wachter等人[13] 在体内外骨切割实验中使用铜镍合金的热电偶，同时施加不同的震荡锯的负荷和冲洗。在连续应用负荷的情况下，非常高的温度被观察到。随之进行冲洗可以使温度下降。
   3 骨钻孔的持续时间：Lundskog[1]认为：持续时间与受损伤范围大小呈正比关系。Eriksson[6]等人的动物实验中，同样将加热腔加热至47℃，持续时间在5分钟时，有明显的骨吸收和脂肪细胞的浸润，而持续时间在1分钟时却无明显的骨吸收和脂肪细胞变性及浸润现象。Eriksson[11]等人在人类活体无牙颌骨钻孔实验中，钻孔5秒钟，骨局部温度升高仅为  33.8℃（钻孔前为  29.2℃）。而Eriksson[1]等人在活体兔、狗和人股骨骨钻孔实验中，并在盐水冲洗下，持续时间与温度升高的关系分别为40℃/5s、56℃/15s和89℃/18s。Eriksson[11]等人指出，骨钻孔时间的延长、切割工具压力的增加、或钻孔深度的增加，在低血管致密的骨皮质很容易产生不利的摩擦热。Reingewirtz等人[14] 对钻孔中时间方面骨愈合的各种参数在牛股骨皮质中进行研究，发现钻孔时间的减少与负荷的平方呈正比，减少钻孔时间，从400~10000rps，温度升高明显与转速有关。 
4 切割工具的形状、转速及切割压力：Tetsch[11]等人发现，在无冷却的情况下，使用摆动锯较用圆头钻温度升高的更快，而温度升高的最大值无明显区别。Lavelle[2]等人认为在骨制备中邻近骨摩擦热产生的一个主要原因是由于钻头凹槽被碎片阻塞而引起。Abouzgia等人[15] 研究孔中的压力效应和钻孔过程中的能量消耗。所采用的压力、转速和能量消耗在钻孔牛皮质骨标本中进行测定，测试压力在1.5和9.0N，转速从2000~100000rps。结果，转速变化与压力应用：在开始是低速时，速度增加伴有轻微的压力；而在高速开始时，转速减少同时伴有压力减少50%，这种电能测定仪显示，全部能量的减少与转速和压力的减少有关。主要原因是减少了钻孔时间。Abouzgia等人[16~17]证明最大局部温度升高（δT）最适合用公式δT=aR-b，其中R为钻孔区中心的距离，a和b是常数，也发现温度随着压力而增加，而且压力增大比钻孔时间的延长更为明显，Cordioli等人[18] 对螺旋状或圆柱状种植体在活牛股骨的手术区进行钻孔，产生热的变化。对于每一种10mm长的螺旋钻头（直径2~3 mm）和triflute钻头（直径3.3~4 mm），在外冲洗下转速为1500rps，最大的温度升高被观察到用2mm 螺旋钻头，在4~8 mm深度处。有意义的是较大的温度增加在用螺旋钻头时8mm与4mm相反。这二种变化在triflute钻头中没有意义。在螺旋状钻孔到基线中，最大温度到达的时间间隙评价2 mm螺旋钻头比3.3 mm  triflute钻头长二倍。
       三减少骨摩擦热的预防措施
为了防止和减少摩擦热的产生，在骨制备时有必要做到以下几点：1 使用锋利的切割或钻孔工具；2 在骨制备时应用大量、连续的盐水冲洗；3 避免采用过快的转速（保持在1500~2000转/分）;4 骨的切割或钻孔应用间断进行，逐渐加深，及时清除骨的碎片；5 不能过分对手机（工具）的加压；