一种新型的Ⅲ类矫形力装置的大鼠动物模型建立

　　安氏扭类聆是口腔正畸临床常见的胎畸形，对颜面美观、咀嚼功能都有严重影响。对于轻、中度m类骨骼畸形的患者，大多数学者认为应在青春生长发育高峰期尽早进行矫形治疗如颊兜，前牵引等。　　III类矫形力多指对颖下领关节(Tempromandibularjoint,TMJ)施加一定大小的向后的压应力，抑制下领骨的向前生长发育。1977年，正畸学者GraberLW二就在文献中报道颊兜可以抑制下领骨、下领体的生长。Yoshidar'等也认为早期m类矫形治疗可以取得了良好的临床效果。尽管多数学者肯定了111类矫形装置的临床效果，但长期以来，关于In类矫形力如颊兜治疗对TMJ的影响一直是颇具争议的问题，它是否会引起颖下领关节紊乱(TMD)。　　目前，正畸临床_L常在个体生长发育早期采用l类矫形力提供治疗，但对矫治的疗效、适应症、安全性等问题仍存在较多争议，对一其分子改建机理也尚不清楚，因此建立良好的动物模型是进行机理研究的前提和重要基础。SD大鼠是最为常用的实验动物之一价格低廉，且颅面骨骼结构与人类有很大的相似性，是进行班类矫形力基础研究的较好实验对象。传统的m类矫形力大鼠模型川对大鼠的生活影响较大，有待于进一步的改良和提高。本研究采用sD大鼠作为实验对象，自行设计支架作为支抗对传统装置进行创新成功地建立了领间班类矫形力的大鼠模型，并对压应力作用下的组织形态学结构，超微结构以及影像学变化进行细致观察，为进一步的深人研究提供科学依据和坚实基础。　　1材料与方法　　1.1实验分组选用处于颅面部生长发育期的6周龄的健康雄性SD大鼠24只(由南京医科大学神经生理实验室提供)，平均重量量为(157士11)g，将大鼠以加力时间作为处理因素，随机分为自然生长对照组和加力实验组，每组12只。　　1.2动物模型的建立1)颅骨支抗装置的制作:采用1.5mm的电用铜丝弯制头颈部支架，固定于双前肢和颈部。2)下切牙的加力装置:在大鼠的下领切牙用0.3mm的结扎丝形成牵引钩.用3M正畸粘结材料进行固定，然后在支抗牵引钩之间挂正畸链状橡皮圈，弹簧秤测力，使其力量达到每侧40g左右;对照组大鼠不加力。每2d酌情对实验加力组大鼠调整加力值，使其力值基本保持稳定1.3加力装置的X片检查在实验开始前及加力结束后，拍摄X线头颅定位侧位片，参数6okV,7mA，球管距X片40cm，投照时间为0.4s01.4HE组织切片测量加力结束后，取下颗下领关节标本，将标本浸泡于预冷的4℃的4%多聚甲醛溶液中固定24h，换为EDTA脱钙液，40C冰箱中脱钙，每天更换脱钙液，直至针尖可以轻易穿透骨皮质，通常为3-}-4周。至脱钙终点后，置人梯度酒精慢脱水，常规石蜡包埋，制备4um裸突正中矢状面的切片，常规HE染色。　　1.5超微结构观察实验结束后，将对照组和加力组裸突软骨从体内迅速取下，修整为2mm0大小，采用2.5%戊二醛40C冰箱中固定24h标本脱钙后经。.l%二甲肿酸钠缓冲液冲洗，10a饿酸固定，乙醇逐级脱水后，用环氧树脂618包埋，LKB超薄切片机切片，经铅轴双染色后，H-600型透射电镜观察。　　1.6MicroCT观察修整大鼠颖下领关节标本大小，放置并固定于CT载物台上，调整裸突软骨位置使关节的长轴垂直于地面，使用东南大学研发的MicroCT对标本进行扫描，扫描条件为8okV,100}A，扫描层厚5um，图像大小为1024X1024像素。　　2结果　　2.1动物模型的建立和不同时间作用下裸突软骨的组织学变化传统的矫治器会影响大鼠进食和活动，大鼠生活状态不佳。在本文的改良性设计中，以颈部为支架，对下领骨施加向后向上的压应力，大鼠适应良好，见图toX线的结果显示所有实验动物带用加力装置后，下领被迫向后移动，颗下领关节受到了一个向上向后的压应力，下领受力向后退后，下前牙明显覆盖增加，见图2。对照组大鼠裸突软骨结构清晰，细胞各层分界明显，从上到下分别为纤维层，增殖层，前肥大层，后肥大层。加力后，大鼠裸突软骨发生了明显的组织学变化，见图3。加力后3d大鼠颖下领关节分层出现紊乱;加力7d和14d后大鼠裸突软骨的厚度逐步变薄，尤以肥大细胞层和钙化软骨层明显;胶原纤维有松解断裂，骨小梁少部分呈蚕食状;加力21d裸突软骨的厚度有所恢复。　　2.2加力后大鼠裸突软骨细胞的超微结构和Mi-croCT变化将对照组和14d实验组的群突软骨进行超微结构的透射电镜观察，电镜的结果显示加力后纤维层出现了断裂，不连续，表面粗糙，细胞的长轴出现顺应力场的趋势变化;增殖层细胞数目明显减少，前肥大层和肥大层无明显的移行，见图40受力后骸突软骨胶原纤维层发生了断裂和松解，增殖层细胞更为狭长，排列方向与受力方向垂直，且较杂乱无序，结果表明其形态功能在应力刺激下发生了变化，这可能与增殖层缺乏基质的保护作用有关。肥大细胞层和钙化软骨层明显变薄，细胞数目明显减少。M工CROCT结果表明对照组软骨和骨组织结构紧凑，排列良好;加力组裸突软骨厚度变薄，骨小梁的结构出现明显的顺应力场的变化，结构更为空旷。　　3讨论　　关于m类矫形力如须兜治疗对TMJ的影响一直是颇具争议的问题，它是否会引起颖下领关节紊乱(TMD>Abdelnaby-6〕等采用两种不同的力值300g和600g研究对班类聆畸形的控制，结果表明除了重力对下领升支的高度控制更有效外，其余均无明显差异。笔者在前期研究中对恒河猴TMJ施加350g左右的111类磁力矫形治疗，发现解突软骨发生了适应性改建。大鼠作为实验动物不仅价格低廉，而且下领骨和颖下领关节非常接近于人类，采用大鼠作为实验动物来模仿临床颊兜后牵引矫形治疗从而观察裸突软骨的变化被认为是一种经典研究手段，对后期的大规模的蛋白组学研究具有很大的优势。　　传统的111类矫形力矫治器以模仿临床的须兜治疗为目的，尽管颊兜治疗在正畸的临床应用日趋减少，但是异常压应力对颖下领关节生理病理改建的影响仍然是颖下领关节研究领域的热点之一。在以往的文献中，模仿颇兜治疗的动物模型大多以夹板式设计做为支抗，但在实际应用过程中发现该矫治器戴用后大鼠的活动明显受限，影响进食，需要专人的喂养;而且颈套的大小不易控制，太松容易滑脱，太紧导致窒息死亡。因此，本文自行设计了该设计装置，以颈部和前肢作为支抗，大鼠可以自由活动和进食。通过在切牙牵引钩和支抗牵引钩之间进行橡皮圈牵引，并能调整牵引力的方向和力量，使其通过颖下领关节的加力中心。　　本研究观察了不同时间的作用力下对大鼠颖下　　领关节的影响。选取了3,7,14,21d作为不同的时间点，40g作为加力力值。在正畸临床中，力值一般为350-600g不等，由于大鼠颖下领关节约为人类关节的1/8，因此40g的作用力与临床的加力力值相等;临床中颊兜的作用时间一般多为1年以上，由于大鼠的生命周期较人类明显偏短，6周龄的大鼠约等于人类青春生长发育快速期，因此采用不同的作用力时间来观察短期和长期的作用效果，这些均和Teramot。的研究设计有一致的地方。　　研究结果表明，40g左右的向后牵引力能引起裸突软骨的适应性改建和14d组的大鼠骸突软骨的生长受到有效的抑制.下领裸突软骨的厚度明显变薄，增殖层裸突软骨细胞以及下方的骨小梁均出现顺应力场方向的改变。加力21d后大鼠解突软骨的厚度有所恢复，推测是由于机体对力值的适应调控而致。结果进一步证实了该动物模型是成功的，可靠的.该支抗装置能够定位、定量的对下领骨施加通过颖下领关节的压应力，这对于下一步进行深人的分子生物学研究提供了直接的科学依据。　　参考文献　　Deguchi T, Uematsu S, Kawahara Y, Mimura H.  Clinical evaluation of temporomandibular joint disorders （TMD) in pabents treated with chin cup[J].Angle Orthod，1998，68(1):91一4   李煌，徐芸，李松，等.领间班类矫形力对青春期恒河猴颗下领关节改建作用的影像学研究[J].华西口腔医学杂志2003,21(6):453-466   邓末宏，孟庆功·龙星.β1型整合素在兔颖下领关节骨关节病组织中的表达变化[J].口腔医学研究.2011,27(7).564-567