Distraction osteogenesis（DO）は.1992年にMcCarthらが口腔顎顔面外科領域に初めて導入し.4例の口腔外牽引による下顎骨の長大化を報告しました。 下顎骨におけるdistraction osteogenesisの使用は比較的確立されているが.上顎と中顔面骨格における使用は.中顔面領域の複雑な解剖学的構造と長骨との形態的・構造的差異によって制限されている。 1993年以降.口唇口蓋裂.外傷.外科手術.頭蓋顔面症候群による中顔面の変形や欠損の治療に牽引骨造成が行われたという報告がある。
1.上顎の先天性奇形の矯正
彼らは成羊の中顔面骨を弛緩性に延長するためにtraction osteogenesis techniqueを適用し.traction process, imaging and histological examination, and postoperate recurrenceに関する一連の研究を行った。 1995年.Cohenらは.顔面低形成の半分を有する小児に対し.矯正用アーチエキスパンダーを用いた牽引骨造成を報告し.上顎の垂直・矢状方向の長大化と新生骨の形成を3次元CTを用いて確認しました。 そして.上顎低形成に続発する口唇口蓋裂の2名の小児に対して.LeFort I骨切り術後に上顎前方牽引を行った。
口唇口蓋裂に続発する上顎低形成の治療は.上顎牽引骨造成が圧倒的に多い分野であり.Mofidらは3278例の中顔面牽引骨造成のうち約40％をこのような患者が占めていると結論付けています。 1990年代半ばより.口唇口蓋裂患者の上顎骨形成術の治療にRigid external distractor（RED）が多用され.満足のいく結果が得られています。 よく使われるREDは.KLS Martin.Jacksonvileなどです。 これらの外付けリトラクターは.Le Fort IまたはLe Fort IIおよびIIIの牽引や多方向牽引のニーズに対応するため.異なる部品の連結や組み合わせに依存して.牽引過程での牽引方向や角度に合わせて調整することができます。 現在.頭蓋外レトラクターの代表格はKLSマーチンRED IIシステムである。 1990年代以降の当科の経験では.上顎ビルトインレトラクターは.牽引方向のコントロールができないこと.設置時に平行両側位を保つ必要があるが操作が難しいこと.牽引時にレトラクターバーが患者の口腔内にあるため牽引時に患者が牽引しにくいこと.除去するためには2期手術が必要なことから現在ではあまり使用されていないようです。 もちろん.外反トラクターにもデメリットはあり.その装置はより複雑で.患者の通常の社会生活に大きな影響を与え.特に睡眠時には.使用とケアが十分でなければ.簡単に二次感染につながり.さらにはトラクターの破損.骨折などの事故も起こりえます。
従来の顎矯正手術は強固な内固定法を用いていますが.口蓋の瘢痕拘縮が大きいため上顎の前進に限界があり.前進距離が大きいと再発の危険性が高いという問題がありました。 一方.上顎前方牽引は.骨切りスペースでの新たな骨生成.それに伴う周辺軟組織の長さ延長による骨形成.顎矯正術後の口蓋閉鎖の増大といった問題の回避により.口唇口蓋裂患者の上顎前方移動の再発率を大幅に低減させます。 一方.Chanchareonsookらは.唇顎口蓋裂患者のうち.上顎前方変位を必要とする患者を無作為化し.上顎前方変位が術後短期間の口蓋咽頭閉鎖機能に与える影響を検討しました。 その結果.両群間に異常は認められませんでした。
上顎骨外側低形成の重症例では.通常.外科的に皮質骨切り術を行い.アーチの拡大を補助しますが.これは実際には牽引骨形成術のカテゴリーに含まれます。 1980年代後半.海外で初めて骨支持型の上顎拡張器が急速なアーチ拡張のために使用され（Transpalatal distrator, TPD）.従来の歯支持型拡張器の欠点である歯の傾斜.歯根露出.歯槽骨吸収.高い再発率を効果的に回避できるようになりました。 傾向としては.横方向の未発達を治療する方向にあります。
また，Monasterioらは半顔面異形成の患者に対してLe Fort I骨切り術および下顎骨上方骨切り術後に上顎・下顎同時牽引を行い，上顎と下顎を顎間結紮糸で固定した後に全体牽引を行い，本来の咬合関係を維持することで良好な治療成績が得られています．
2.頭蓋顎顔面変形症の治療
一般的な頭蓋顎顔面変形症は.顔面中央部の複数の解剖学的領域を含むことが多く.顔面中央部の骨の牽引骨形成は.上顎骨のみならず.鼻骨.頬骨.前頭骨などを含みます。一般的にはLefort IIまたはIII骨切りが必要となり.多くの学者が研究しています。 この結果.中顔面の多方向同時牽引骨造成により.複雑な中顔面変形を矯正できることが実証された。
Cedarsらは.重度の中顔面陥没を有する14名の患者にLeFort III骨切り術と牽引骨形成を行い.平均18mmという従来の顎矯正手術では到達できなかった可動域を達成しました。 また.術後の合併症.X線セファロメトリーの変化.呼吸.音韻.視覚の変化などについても一連の研究を行った。 術前にOSASを発症した7名の患者を1年間追跡調査したところ.7名全員に症状の有意な改善が認められ.術前に持続陽圧呼吸療法（CPAP）に頼っていた3名は完全に中止でき.重度のOSAHSで術前に気管切開をしていた2名の患者のうち1名はカニューレがうまく外れOSAHS症状が消え.他の1名は術後の低酸素が大幅に改善されたと報告した。 もう一人の患者も.術後の低酸素状態が著しく改善された。 Luらは.OSAHSを伴うCrouzon症候群の治療にLefort IIIおよびmodified Lefort I骨切り術を用い.最大前方変位35mmで術後の症状が有意に改善されたことを報告している。 重度の上顎・中顔面低形成は上気道閉塞によるOSAHSを引き起こすことが多いため.OSAHS症状を有する重度の中顔面低形成に対してDOは非常に望ましい選択肢である。
前述のCrouzon症候群をはじめ.Apert症候群やTreacher Collins症候群など.重度の頭蓋顎顔面症候群を伴う複雑な変形の治療において.DOは臨床家の間で評価が高まっており.非常に重要な役割を担っています。
Mu Xiongzhengらは.Crouzon症候群とApert症候群の患者8名に.RED IIシステムを用いた前方牽引によるLefort III骨切りを行い.平均前方変位9mm.中顔面の低下1.5mmと報告しました。 Mezziniらは.Lefort III DOを受けた17人の小児（手術時の平均年齢7.3歳）を最長10年（平均6.1年）まで追跡調査し.安定した長期予後を認めた。 MealingらもLefort III internal retractorで骨切り前牽引を行った7例を報告しており.平均前方変位は23mmであった。 主な術後合併症は，鼻中隔の偏位，一時的な歯ぎしり1例，術後断裂1例であった。
私たちのMidface DO手術の経験では.Lefort II骨切り術は従来の冠状切開と口腔内切開を組み合わせた小顔切開のどちらでも行うことができますが.Lefort III骨切り術はより侵襲的である冠状頭皮切開で行われるのが一般的です。 外付けのリトラクト装置は.方向のコントロールが容易で.リトラクト時の治療の必要性に応じて時間的に調整することができ.骨量の動きをよりコントロールしやすくなっています。 一方.インターナルリトラクターは.両側配置の場合.平行を保たないと術後の前方牽引の動きに支障をきたすことがあり.また.インターナルトラクションの際.リテンションが悪く.中顔面骨が切断された後に重力で前方や下方に移動しやすいことが分かっています。 エクスターナルリトラクターは保持力が強い反面.頭蓋骨固定部の二次皮膚炎が起こりやすい。
3.後天的な中顔面の変形の矯正
外傷や腫瘍切除は.中顔面骨欠損の最も一般的な原因の一つです。 しかし.骨移植は技術的に複雑で.外傷性があり.骨源に制限があるため.自家骨採取後に移植部の機能が損なわれることが多く.また移植骨が壊死.変位.吸収しやすいため.いかに低侵襲で臨床効果の高い修復方法を開発するかは.口腔顎顔面外科医や形成外科医の共通の関心事となっています。 組織工学技術の臨床応用にはまだ時間がかかりそうですが.「内因性組織工学技術」としての牽引骨形成術は.顎の欠損を再建する方法の一つになっています。 しかし.上顎は下顎のような比較的規則的な形態構造を持たないため.上顎欠損のDO修復は基礎理論的にも実践的にもまだ洗練されておらず.歯槽突起欠損や上顎小欠損などの上顎の小さな欠損の治療に限定されているのが現状です。
2001年.Henkelらは豚の歯槽突起裂孔モデルにDOを適用して裂孔を閉鎖し臨床に応用したことを報告.Jensenらは歯槽突起欠損の患者に対して牽引により垂直高さを増加させインプラントの必要性に応えた.香港の学者Zhang Qianらはサルの上顎後面欠損の再建についてトランスファーディスク牽引による動物実験を報告.サルと人間の種は類似しているので.臨床応用への基礎ができたと述べています この実験により.臨床応用に向けた一定の実現可能性の根拠を得ることができた。 ヤギの上顎前歯欠損モデル（平均欠損量12.7mm）を確立し.同時に上顎前歯トランスファーディスクを作製し.牽引装置を設置して牽引による上顎前歯欠損の再建を行い.術後に3次元CTと組織検査で良好な骨形成の質を観察しました。
後天的な中顔面の変形に対しては.私たちの経験では.ほとんどが上顎の部分欠損（欠損の範囲が1/2以下）に限られています。 DO修復の場合.通常.上顎の各部位の形態的特徴に合わせて個別にリトラクターを設計する必要があり.上顎の形態が湾曲しているため.リトラクターのコースが長くなり.通常の完成品リトラクターでは修復治療の実現が困難な場合があります。 上顎の部分欠損のいくつかの症例では.個別にDO治療を行い.比較的満足のいく結果を得ています。 歯槽裂溝のDO修復は.裂溝の形状が不規則であること.関連するいくつかの鼻腔瘻が存在すること.軟組織の量が不十分であることから.臨床的にはあまり使用されていません。 文献を調べてみると.上顎や中顔面の大きな欠損の牽引修復は報告されていない。 このようにtraction osteogenesisの利点から考えると.上顎欠損の再建に対するtraction osteogenesisの実用化はまだ未熟ではあるが.traction osteogenesisは上顎欠損の再建に新しい考え方を提供するものであると言える。
4.ミッドフェイシャルDOの進歩
コンピュータ支援手術はますます高度化し.中顔面前方牽引骨造成の分野もカバーし.口腔顎顔面外科分野の発展方向の一つとなっています。 Gatenoらは.半顔面低形成.Nager症候群.Treaeher Collins症候群による顎変形症患者7名のコンピュータシミュレーションを報告し.異なる患者の実際の治療に必要な骨切りライン.リトラクターの最適位置.リトラクターの取り付け角度.リトラクターの方向を分析しました。 これは.実際の操作の精度を上げるための重要な参考となるものです。 また.Zhu MinらはCASSOSシステムを用いて.上顎牽引骨形成前後の軟組織と硬組織の変化をシミュレーションし予測したところ.予測結果は手術失神後の結果と高い類似性を示しました。 コンピュータ支援外科技術は.上顎と中顔面の3D画像解析.骨切りラインの設計.個々に合わせた牽引骨切り術の設計と配置.牽引骨形成過程のシミュレーション.結果の予測に使用することができます。 現在.ソフトウェア技術や立体写真の発達により.顎を動かした後の顔面軟部組織の3次元形状の予測や.リアルタイムでの3次元顔面形状予測.いわゆる「4次元」予測が開発・応用されています。
ラピッドプロトタイピング技術により.術前に患者の頭蓋骨の3Dプロトタイプを取得し.モデル上で欠損の特徴を分析し.牽引用オステオトームや治療計画を設計することで.より精密な治療計画を立てやすく.術前に患者の実顎を把握していないことによる不必要な手術範囲の拡大や外傷を大きく回避し.個別化治療を実現することが可能です。 複雑な頭蓋顎顔面変形や欠損を持つ患者さんに対して.術前のラピッドプロトタイピングは私たちの診療の定番となっています。
再吸収性材料の開発は.顎骨牽引術の分野にも応用されており.2001年にCohenらは.MIDシステムと生分解性材料の組み合わせによる内蔵型顎骨牽引術装置を用いて.Crouzon症候群の患者のDO治療に使用したことを報告しています。 牽引期間終了後.レトラクターを取り外し.再吸収性のポリ乳酸メッシュプレートを用いて新生骨の固定と保護を行った。 9ヶ月後には約70%.12ヶ月後には約50%に強度が低下し.l8-36ヶ月後には加水分解により完全に分解された。 この結果は.再吸収性材料を使用することで.ビルトインディストラクション骨切り術の既存の欠点をある程度克服していることを実証しています。 中顔面領域.特にLefort III骨切り術では.現在一般的に使用されている金属製のリトラクターに代わるものとして使用することが可能です。 しかし.再吸収性材料の強度のため.小児患者にはより有利な場合があります。
上顎の後退を内蔵した内視鏡補助下ルフォーI型骨切り術は2001年と早くから報告されているが.今年に入ってからは同様の研究はほとんどない。 しかし.低侵襲手術という概念が浸透してきたことにより.近い将来.頭蓋顎顔面牽引骨切り術に内視鏡補助やコンピュータ支援ナビゲーション手術が使用されるようになると考えている。
現在の顎顔面牽引骨造成の理論は.基本的にIlizalovの張力の法則に則っています。 しかし.顎骨の構造.血液供給.成長様式は長骨と大きく異なり.顎骨牽引骨形成の生物学的メカニズムや長骨との牽引骨形成率の違いを指摘する学者もいます。 また.Weinzweigらは.プレトラクションインターバルの有無が骨形成の質や術後再発に有意な差がないことを動物で実証している。 したがって.顎の牽引性骨形成術の基本的な理論は.さらに研究し洗練させる必要がある。
術後合併症は従来の顎矯正手術に比べて有意に少ないという報告が多いが.潜在的なリスクもあり.Riegerらは外部牽引による転倒で頭蓋大脳を損傷した症例を報告している。 また.RED II牽引後に頭蓋骨骨折を起こした症例もありました。 この技術をより安全に使うには.臨床医が慎重に検討する必要があります。