鼠正畸牙移动中废用性萎缩牙周膜与牙槽骨改建关系的研究

作者：齐娟 毛靖　杨平

【关键词】  骨改建

　　［摘要]   目的：探讨大鼠磨牙牙周膜废用性萎缩功能状态对正畸牙槽骨改建的影响。方法：选择30只5周龄体重(250 g±20 g)的SD大鼠,随机分为牙周膜废用性萎缩组（15只）和正常对照组（15只）。通过拔除实验组大鼠右下颌所有磨牙使右上颌第一磨牙丧失咬合接触，3周后形成牙周膜废用性萎缩动物模型。在两组大鼠上颌切牙和第一磨牙间放置5 mm镍钛螺簧,初始力值50 g，近中移动磨牙。分别于加力后0、3、7、14 d处死动物，通过组织学方法对第一磨牙压力侧牙槽骨破骨细胞进行染色并记数；并对14 d组拍摄X光片测定牙齿移动距离。结果：牙周膜废用性萎缩组牙齿移动距离（0.611 mm±0.142 mm） 小于正常对照组(0.679 mm±.090 mm)，差异无显著性(P>0.05)；萎缩组大鼠压力侧破骨细胞数在实验全过程中(除0 d外)均低于对照组，差异有显著性。结论：正畸治疗中，无咬合接触的牙周膜废用性萎缩牙较正常咬合接触牙对矫治力反应差，骨改建率低，易发生玻璃样变和潜掘性骨吸收，延缓牙移动，因此对无咬合接触牙的临床治疗中应采用轻力。

　　［关键词］  骨改建  牙周膜  废用性萎缩  正畸牙移动

　　Bone Remodeling Related to Hypofunctional Periodontal State in Experimental Tooth Movement. 　　QI Juan, MAO Jing, Yang Ping.

　　Department of Stomatology, TongJi Hospital of HuaZhong Science and Technology University, Wuhan 430030

　　［Abstract］Objective: The aim of this study was to investigate, in a rat model, whether a state of hypofunctional periodontium had an effect on the rate of bone remodeling induced by orthodontic treatment. Methods: 30 five-week-old rats （250g±20g） were divided into normal group(n=15) and hypofunctional group(n=15). A rat model of hypofunctional periodontal state was established by extracting the right mandibular molars, so that the right maxillary first molar was induced into occlusal hypofunction as the biting force lessened. After 3 weeks, mesial orthodontic force was applied among the two groups by means of a 50-gram-force closed -coil spring ligated to the right upper first molar and incisors for 0, 3, 7, 14 days respectively, after which the animals were sacrificed. The osteoclasts from histological sections, identified by tartrate-resistant acid phosphatase(TRAP), were observed and counted with microscope. Orthodontic tooth movement (OTM) was determined by measuring the space created between the maxillary first and second molars on tracings of the roentgenograms of the 14d groups. Results: 1)There was no significant difference (P>0.05) in OTM between normal group(0.679mm±.090mm) and hypofunctional group(0.611mm±0.142mm); 2)The number of osteoclasts on the pressure side in the hypofunctional group was significantly smaller than that in the normal group through the experimental period（except for 0 day）.  Conclusions: Non-occluding teeth with a hypofunctional periodontium have a lower rate of bone remodeling, and are more susceptible to the injury in periodontal tissues caused by orthodontic force than normally occluding teeth, such as hyalinization or undermining bone resorption, even dentin resorption. This reminds clinicians to treat such patients with lighter forces.

　　［Key words］  Bone remodeling  Periodontium  Hypofunction  Tooth movement

    牙周膜位于牙骨质与牙槽骨两种硬组织之间，有人将其喻为牙骨质和牙槽骨的骨膜。咀嚼产生的牙合力对牙周细胞产生刺激，不仅维持了牙周膜自身的改建，并可影响相邻牙槽骨的改建。本实验目的是研究丧失咬合接触情况下牙周组织的形态变化及对正畸牙槽骨改建的影响。

　　1  材料与方法

　　1.1  实验动物  健康成年雄性SD 大鼠30 只(本校实验动物中心提供) ,6~8周龄,体重(250±20) g,普通块料分笼饲养,自由摄食饮水。适应性喂养1周后进行实验。大鼠随机分为两大组：牙周膜废用性萎缩组（A组）和正常对照组（B组）各15只。

　　1.2  牙周膜废用性萎缩模型的建立［1］  实验A组15只雄性SD 大鼠腹腔麻醉下拔除右下颌全部磨牙（C区），右上颌磨牙（A区）因丧失对颌牙,所受咬合力明显减小,3周后形成A区磨牙牙周膜废用性萎缩动物模型［2］。AB组各处死动物1只，组织学检查牙周膜形态变化。

　　1.3  加力实验动物模型的建立［2］  大鼠经20%乌拉坦溶液(1 g/ kg) 腹腔注射麻醉后仰卧固定,将一根长5 mm镍钛螺旋拉簧用0.25 mm（0.01英寸）正畸结扎钢丝固定于右上颌第一磨牙与同侧切牙间，初始力值为60 g,使第一磨牙近中移动。上颌切牙与结扎丝间以光固化材料加固，防止脱落。实验过程中严密监控大鼠的矫治器,若有损坏和脱落,及时修理安装。

　　图1  X光片测量正畸牙移动距离　略

　　1.4  牙齿移动距离的测量  加力14 d后的实验组与对照组大鼠颈椎脱臼处死，取上颌组织块，在拆除加力装置前通过可视化X线投照系统(radio video graph，RVG)拍摄并测量上颌第一与第二磨牙间间隙宽度以确定牙齿移动距离，见图1。具体方法：将组织块颊舌向水平放置于X线摄影台上，照相时使X线垂直向进入标本，保持每次照相时标本、X线球管及胶片三者间关系恒定，以确保测量结果的可靠性与可比性。每个标本重复测量5次，取平均值。所有操作由一人完成。

　　1.5  组织学标本的制备  大鼠于0、3、7、14 d后颈椎脱臼处死，取带有加力侧上颌第一磨牙及周围牙槽骨的组织块,放入10%福尔马林溶液(pH 7.4)4 ℃固定24 h , 10% EDTA(pH 7. 4) 脱钙 4~6周,梯度乙醇,正丁醇脱水透明,浸蜡，常规石蜡包埋。将标本按平行牙长轴方向做近远中向连续组织切片，片厚5 μm。每个标本选取可见到上颌第一磨牙近中牙根根管的5张组织切片行TRAP染色，对近中根压力侧牙槽骨表面的破骨细胞记数。另取3张行HE染色对照观察。TRAP染色方法［3］：将4 mg的萘酚AS-BI磷酸酯酶(Sigma)溶于0.25 mL N、N -二甲基甲酰胺中,加入0.2 mol/L醋酸缓冲液25 mL (Ph5.0)，再加入 35 mg的对品红染剂（Sigma）和60 μL 10%氯化镁,液体过滤后加热至37 ℃，加50 mmol/L酒石酸。将切片浸入以上配制好的液体中孵育,37 ℃,2 h ,之后流水冲洗30 min，苏木素复染7 min,冲洗、脱水、封片，镜下观察（阴性对照组不加萘酚AS-BI磷酸酯酶）。TRAP染色阳性的多核巨细胞（核多于3个）位于锯齿状边缘的破骨陷窝内或牙槽骨表面，将记数结果求均值。

2  结果

　　2.1  HE染色牙周组织形态学观察结果  A组（牙周膜废用性萎缩）牙周膜宽度明显变窄，结构稀疏, 纤维、细胞排列明显紊乱，成纤维细胞数量减少，牙槽骨骨皮质变薄，骨髓腔增宽；B组(正常对照组)牙周膜宽度正常，结构致密, 纤维、细胞排列有序，牙槽骨骨壁较平,表面衬以连续排列的扁平成骨细胞，见图2。

图2  废用性萎缩与正常牙周膜的组织形态比较(HE×10)　略

　　2.2  加力14 d后牙齿移动距离的测量结果见表1。

　　表1  牙齿移动距离　略 　　图3  压力侧破骨细胞数与时间的关系　略

　　3  讨论

    牙周组织由牙龈、牙周膜、牙槽骨和牙骨质组成, 是包埋、被附、营养和支持牙齿的组织。正畸牙齿的移动, 就是牙周组织进行不断改建的过程, 受到全身和局部诸多因素的调控［4］。牙周的改建，最终主要表现为牙槽骨的改建, 而牙周膜是这一系列过程的主要执行者,其中成纤维细胞、成牙骨质细胞、成骨细胞以及大量的未分化间叶细胞是唯一可产生牙骨质、牙槽骨的细胞群。改变牙周膜功能状态是否会影响牙槽骨的改建？本实验观察到丧失咬合接触的大鼠磨牙牙周膜宽度明显变窄，结构稀疏, 纤维、细胞排列明显紊乱，成纤维细胞数量减少，牙槽骨组织密度较正常低,骨皮质变薄，骨髓腔扩大。这些特征性的改变, 在异位牙、埋伏牙等无咬合接触牙的正畸治疗中应充分考虑到。

    正畸治疗中，牙移动和骨改建相伴而行，因此动物实验和临床观察中常以牙移动速度来反映骨改建情况［5］。对各组牙齿移动距离的测量表明：牙周膜废用性萎缩组移动距离(0.631±0.142) mm较正常组(0.679±0.090) mm短（无统计学意义）。组织学观察结果还发现：受力后废用性萎缩的牙周组织内可见明显玻璃样变（局部牙周膜结构消失，无细胞存在），牙槽骨表面出现不规则的破骨陷窝，潜掘性吸收多见；正常牙周组织中有较明显的玻璃样变，牙周纤维排列较紊乱，牙槽骨表面大量破骨陷窝，以直接吸收为主，也可见潜掘性吸收。 这些表明：发生退行性变的萎缩牙周膜对等量矫治力的抵抗性差，产生大量透明样变和潜掘性骨吸收，对这些组织的清除过程可能延搁了牙齿移动。

    破骨细胞是参与骨吸收过程的主要细胞，骨改建率直接与吸收陷窝和阻抗骨中破骨细胞数有关［6］。本研究发现加力后正常组的破骨细胞总数明显高于萎缩组，这可能是由于萎缩组牙周组织处于退化状态，因而分化产生的破骨细胞数量减少；也可能萎缩组牙周膜较正常组所受应力相对过大，牙周膜内毛细血管血运封闭，产生大量透明样变，导致破骨细胞分化终止有关［7］。

    综上所述，无咬合接触的牙周膜废用性萎缩牙较正常咬合接触牙对矫治力抵抗性差，骨组织改建率低，易发生玻璃样变和潜掘性骨吸收，甚至严重的根吸收［8］，最终延缓牙移动。因此临床治疗中，应根据患者的牙周情况调整力值，以获得较均匀合理的应力分布，才能在实现有效牙移动的同时防止严重并发症的发生。

　　参考文献

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　　作者简介  齐娟（1975~ ），女，四川人，主治医师，硕士研究生，主要从事口腔正畸的临床治疗工作。