石易鑫,蔡 和,陳俊宇

健康中國戰(zhàn)略下,新醫(yī)科建設(shè)對口腔醫(yī)學(xué)教育提出了新的要求[1]。目前口腔醫(yī)學(xué)生在臨床實習(xí)中存在操作習(xí)慣不良和流程生疏等問題[2],迫切需要提高他們的臨床操作水平?？谇粚嶒灲虒W(xué)是口腔醫(yī)學(xué)生臨床前培訓(xùn)的重要組成部分[3],能有效提升臨床操作技能[4],對我國口腔醫(yī)學(xué)教育至關(guān)重要。其中,動物模型結(jié)合多媒體教學(xué)的口腔實驗教學(xué)效果顯著[5]。本文總結(jié)了已應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)教育實驗教學(xué)中以及潛在的動物模型(表1),闡述了其優(yōu)點和挑戰(zhàn),旨在推動口腔教育體系發(fā)展,培養(yǎng)卓越口腔醫(yī)學(xué)人才。

表1 口腔各學(xué)科用于口腔實驗教學(xué)的(潛在)動物模型Tab.1 Potentialanimal models for dental laboratory teaching in various dental disciplines

1 口腔各學(xué)科用于口腔實驗教學(xué)的動物模型

1.1 口腔修復(fù)學(xué)

豬和乳牛下頜骨在排齦操作中模擬牙齦組織的效果良好[4],適用于口腔修復(fù)實驗的排齦教學(xué)[4,6]。最近一項研究讓口腔修復(fù)醫(yī)師在這兩種動物下頜骨模型上進行排齦,評估動物模型的臨床相似性,結(jié)果良好[6]。研究者將這兩種動物模型的排齦練習(xí)融入口腔醫(yī)學(xué)課程,對80名學(xué)生隨機分組,一組進行理論和實踐相結(jié)合的動物模型實驗教學(xué),另一組采用傳統(tǒng)理論和多媒體教學(xué)。實習(xí)階段后評估學(xué)生的臨床排齦效果,結(jié)果顯示,結(jié)合理論和實踐的動物模型實驗教學(xué)能降低學(xué)生錯誤操作風(fēng)險,提高排齦技術(shù)水平[6]。然而,這種模型也存在一些限制,如動物下頜骨缺乏齦溝液、無法模擬口內(nèi)操作并可能引起教室異味等[6]。

1.2 頜面外科學(xué)

四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院采用大白兔下頜骨和豬皮進行本科生口腔頜面外科面部美容縫合教學(xué),加深了學(xué)生對頜面部清創(chuàng)縫合術(shù)的理解[7]。該教學(xué)實踐成功建立了大白兔下頜骨頜面部感染傷口縫合模型,這也是首次在頜面外科實驗教學(xué)中使用病理動物模型,學(xué)生反饋積極,教學(xué)效果良好[7]。然而,病理模型教學(xué)建立成本較高、研究不完善[27]。相比之下,豬皮取材方便、經(jīng)濟實惠,適合大規(guī)模頜面外科實驗教學(xué)。豬皮結(jié)構(gòu)與人體皮膚相似,可以在一定程度上模擬真實的皮膚情況,但離體材料無法模擬止血、結(jié)扎等操作練習(xí)。

1.3 唇腭裂

唇腭裂實驗教學(xué)主要應(yīng)用家兔和豬2種動物模型[8-9]。家兔實驗將腹部剪皮,用牙科紅蠟片制作“人工鼻支架”,再進行縫合、切口做成“人工鼻”,繪制單側(cè)Ⅱ度唇裂形狀,應(yīng)用于唇裂整復(fù)手術(shù)教學(xué)[8]。此實驗培養(yǎng)了學(xué)生的手術(shù)設(shè)計和操作能力,提高了對唇裂修復(fù)手術(shù)中的美學(xué)意識和微創(chuàng)原則的理解。豬頭模型應(yīng)用于腭裂整復(fù)手術(shù)、單側(cè)唇裂修復(fù)術(shù)的Tennison下三角瓣法教學(xué)[9],有助于學(xué)生鞏固基礎(chǔ)理論知識、鍛煉臨床操作技巧。豬的頜骨較長,可分離出較長的腭前神經(jīng)和腭大血管束[8],因此,應(yīng)用豬頭顱腭裂模型進行教學(xué)可以幫助學(xué)生更深入地了解手術(shù)中的解剖結(jié)構(gòu)。

1.4 牙周病學(xué)

豬和羊是牙周病學(xué)實驗教學(xué)的主要動物模型[5,10-13],并進行了比較研究[10,13](表2)。豬下頜骨具有人類厚平型齦生物型的特點,附著齦較厚,具有生物組織記憶力和回彈能力;羊下頜骨則具有人類薄扇型齦生物型的特點,附著齦較薄且質(zhì)地脆弱,翻瓣過程中易撕裂[13]。在牙周手術(shù)的本科教學(xué)實驗中,帶教老師對手術(shù)切口(50%)、定點(25%)和牙齦外形修整(25%)評分,結(jié)果顯示豬下頜模型的教學(xué)效果優(yōu)于羊下頜模型[13]。建立豬下頜骨典型牙位劈裂牙模型對牙周專業(yè)研究生進行臨床前培訓(xùn),顯著提高學(xué)生的牙冠延長術(shù)操作水平,教學(xué)效果佳[11]。但豬下頜模型存在一些問題[10,13]:首先,因宗教信仰的限制,在某些地區(qū)豬下頜模型的使用受限;其次,實驗中使用的豬一般為5～7月齡,此時牙齒為乳牙,無法模擬人類的牙齒形態(tài)。此外,研究發(fā)現(xiàn)羊牙周病的免疫學(xué)和病理學(xué)變化與人類相似,包括血清IgG抗體反應(yīng)水平的升高、骨質(zhì)吸收、膠原蛋白分解、毛細血管壁退化、上皮細胞和淋巴細胞浸潤等[28-29]。另外,離體模型尚無法真實模擬出牙周膜在口內(nèi)的液體環(huán)境[30]。

2 可應(yīng)用于口腔實驗教學(xué)的潛在動物模型

2.1 口腔種植學(xué)

比格犬是種植體植入術(shù)中的常用動物模型,包括側(cè)壁小開窗上頜竇底提升術(shù)同期種植體植入術(shù)[14]、自體骨環(huán)植骨同期種植體植入術(shù)等[15]。拔除下頜前磨牙和第一磨牙后進行種植體植入[16],成功率和成活率高。比格犬具有較大的顱骨和口腔體積,適合進行手術(shù)模擬和實踐;牙齒形態(tài)與人類相似,便于仿真操作;牙齒數(shù)量多,可進行多次實踐。比格犬咀嚼肌肉的結(jié)構(gòu)比較發(fā)達,能較好地模擬人類口腔生理特點,但飼養(yǎng)和管理成本較高。

教學(xué)實驗研究顯示,新西蘭兔上頜牙種植體模型安全可靠、重復(fù)性和標(biāo)準(zhǔn)化好,對手術(shù)技能和基本儀器要求較低,術(shù)后發(fā)病率低且死亡人數(shù)為0[18]。該模型在上頜竇提升同期種植體植入術(shù)[19]、即刻種植術(shù)[20]中也展現(xiàn)出了較為優(yōu)異的教學(xué)效果。兔顱骨和口腔大小適中,適合種植體植入實驗教學(xué);價格經(jīng)濟且易于購買和養(yǎng)殖;生長周期短,投入時間和資金較少。然而,兔頜骨結(jié)構(gòu)與人類差異較大,種植體效果與人類的相似性有限;牙齒數(shù)量少,難以進行多組實驗。

除了比格犬和新西蘭兔,小型豬[21]、SD大鼠[22]、梅花鹿鹿角[23]也可用于種植體植入術(shù)的實驗教學(xué)。小型豬是大型動物,手術(shù)操作視野清晰,但飼養(yǎng)復(fù)雜、昂貴。SD大鼠易于飼養(yǎng)、價格低廉,適合大規(guī)模實驗教學(xué)。SD大鼠口腔結(jié)構(gòu)相對簡單,但可用于口腔種植體初步訓(xùn)練,如在第一磨牙前的上頜骨牙槽嵴間隙進行牙齦切口[22],進行種植體植入術(shù)訓(xùn)練。梅花鹿鹿角種植體模型具有無需處死動物、鹿角可再生供循環(huán)使用、性格溫和易于飼養(yǎng)、暴露在外植入方便、不受肌肉影響等優(yōu)點,但樣本量有限、獲取和飼養(yǎng)困難[23]。這些動物模型為口腔實驗教學(xué)提供了潛在模型和有趣的研究方向。

2.2 牙體牙髓病學(xué)

根管治療是口腔醫(yī)學(xué)生的基礎(chǔ)實驗操作之一,常用實驗動物模型為比格犬和SD大鼠。比格犬常用于評估根管消毒劑和充填材料[31-32],暴露根管4周誘發(fā)慢性根尖周炎,而后使用K銼逐步后退技術(shù)進行根管預(yù)備,進行熱牙膠充填[24]。SD大鼠具有生長快速、易培養(yǎng)、適應(yīng)性強、價格低廉等優(yōu)點,且其磨牙形態(tài)、口腔菌群與人類相似,常用于牙體牙髓病學(xué)實驗研究[25,33]。但由于大鼠牙髓腔狹窄、根管細小,進行根管治療較為困難[24]。選擇合適的動物模型應(yīng)綜合考慮實驗需求,同時應(yīng)遵守倫理規(guī)范,保護動物福利。

2.3 口腔癌

蘭州大學(xué)的一項臨床教學(xué)科研項目完成了金黃地鼠口腔頰癌動物模型的快速建立以及穩(wěn)定應(yīng)用[26]。采用二甲基苯并蒽注射法,將傳統(tǒng)的涂抹法建模時間從14周以上縮短到10周,節(jié)約了造模成本[26]。這一病理動物模型有望用于口腔實驗教學(xué),包括手術(shù)麻醉、腫瘤切除、縫合和復(fù)蘇等外科腫瘤基本操作的教學(xué)。

3 應(yīng)用動物模型進行口腔實驗教學(xué)的優(yōu)越性

3.1 理論與實踐結(jié)合,提高學(xué)生積極性和教學(xué)效果

相比傳統(tǒng)的理論教學(xué)和多媒體教學(xué),動物模型實驗教學(xué)結(jié)合了理論和實踐,能夠激發(fā)學(xué)生的積極性并增加對實驗內(nèi)容的興趣[34]。在動物模型實驗課中,教師的角色主要是協(xié)調(diào)和指導(dǎo),學(xué)生扮演主導(dǎo)角色,這種角色分配可以激發(fā)學(xué)生的成就感,并改變以往對實驗課的輕視態(tài)度[7]。動物模型幫助學(xué)生熟悉口腔結(jié)構(gòu)和解剖學(xué),并掌握操作技能。積極參與實驗教學(xué)不僅加深了學(xué)生對實驗理論和基本操作的理解,還使他們掌握了手術(shù)的基本方法,增強了思維和動手能力,培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)態(tài)度,為臨床實習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。此外,動物模型實驗教學(xué)需要學(xué)生相互配合和協(xié)作,增強了學(xué)生間的團隊精神。

3.2 準(zhǔn)備工作簡便,教學(xué)成本低,性價比高

目前口腔實驗教學(xué)的主要模型包括硬石膏灌注模型[35]、活體動物模型[26]和離體動物模型[4,6]。其中,離體動物模型是性價比最高的選擇。與硬石膏模型相比,動物模型具有豐富的來源,并具有一定的仿真性。例如,豬的頜面解剖結(jié)構(gòu)與人類相似[36],羊的牙周病理變化與人類接近[29]。相比活體模型,離體動物樣本的準(zhǔn)備工作更簡便,大多數(shù)實驗可以使用動物下頜骨進行模擬,可一分為二,成本低、可行性高,具有更好的實踐意義。

4 口腔實驗教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)

口腔醫(yī)學(xué)教育常使用仿真頭模進行實驗教學(xué)[37-38]。仿真頭模標(biāo)準(zhǔn)化患者具有可控性和靈活性,無倫理問題,但無法模擬真實口腔結(jié)構(gòu)和臨床難點,且與動物模型實訓(xùn)相比,臨床前培訓(xùn)效果較差[39]。在口腔醫(yī)學(xué)實驗課中,需根據(jù)實際情況選擇動物模型或仿真頭模教學(xué)。同時,動物模型教學(xué)需要加強倫理研究[40],探索更科學(xué)、可行的教學(xué)模式。

前文提及的動物模型主要有豬、羊、兔等,但這些模型在模擬具體的實驗方面存在仿真度不高的問題。豬下頜骨模型因脂肪組織層較厚、存在多個頦孔而無法實現(xiàn)精細操作[41]。羊模型受前牙牙墊和牙間關(guān)系緊密的限制,操作困難[10]。家兔模型頜面部較小、仿真度低,實驗效果受限[9]。此外,離體動物下頜骨無法模擬牙齦溝液狀態(tài)和止血等操作[6],需補充練習(xí)。

口腔實驗教學(xué)動物模型存在體系不完善的問題。研究者應(yīng)加強對實驗動物學(xué)的研究[42],協(xié)助教師根據(jù)解剖特點和教學(xué)需求選擇恰當(dāng)?shù)膭游锬Ｐ??？谇会t(yī)學(xué)專業(yè)在實驗動物學(xué)方面尚未有專項科研成果[43],對口腔實驗教學(xué)動物模型的系統(tǒng)研究還需進一步探索。

5 總 結(jié)

動物模型在口腔實驗教學(xué)中至關(guān)重要,是口腔醫(yī)學(xué)教育的基石,也是學(xué)生走向臨床必不可少的訓(xùn)練。目前動物模型實驗教學(xué)獲得了較好的效果,具有一定的優(yōu)越性,但也給口腔實驗教學(xué)工作者提出了一些挑戰(zhàn)。優(yōu)化口腔實驗教學(xué)動物體系,提升教師對動物解剖、病理和生理知識的了解,將進一步推動口腔實驗教學(xué)的發(fā)展,為培養(yǎng)適應(yīng)時代和社會需求的口腔醫(yī)學(xué)人才奠定基礎(chǔ)。