牙周膜功能状态与牙槽骨改建的关系

牙周膜功能状态与牙槽骨改建的关系

畸形牙齿的移动是一个过程，需要导致牙周组织的不断重建，最终表现为牙槽骨的重建，牙周膜是这一系列过程的主要执行者。本实验目的是研究异常功能状态牙周膜对正畸牙槽骨改建的影响。材料和方法1.动物及适应性饲养健康成年雄性SD大鼠48只(华中科技大学同济医学院实验动物中心提供),6～8周龄,体重(250±20)g。适应性喂养1周后进行实验。大鼠随机分为两大组:正常对照组(C组)16只和实验组32只。2.动物模型的准确性实验组32只雄性SD大鼠腹腔麻醉下拔除右下颌(C区)全部磨牙,致其右上颌(A区)磨牙丧失对颌牙而无咬合接触;而左侧上下颌磨牙(B区和D区)所受咬合力代偿性增大。拔牙3周后形成A区磨牙牙周膜废用性萎缩和B区磨牙牙周膜代偿性机能亢进动物模型。已做预实验确定动物模型的准确性。据此又将实验组分为废用组(A组)、代偿组(B组)两个亚组,每组16只动物。3.下颌第一牙间大鼠经20%乌拉坦溶液(1g/kg)腹腔注射麻醉后仰卧固定,将一根长5mmNiTi拉簧用直径0.25mm正畸结扎钢丝固定于上颌第一磨牙与同侧切牙间(A组与C组为右上颌第一磨牙,B组为左上颌第一磨牙),初始力值为60g(电子称测定),使第一磨牙近中移动,见图1。上颌中切牙与结扎丝间以光固化树脂加固,防止脱落。实验过程中严密监控大鼠的加力装置,若有损坏和脱落,及时修理安装。4.trap染色三组分别于加力0d、3d、7d各处死动物2只,14d处死其余动物。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(pH7.4)4℃固定24h,10%EDTA(pH7.4)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5μm。每个标本选取可见到上颌第一磨牙近中根管贯穿整个近中根的3张组织切片行TRAP染色,电子显微镜下观察并对近中根压力侧牙槽骨表面的破骨细胞记数。另取2张行HE染色对照观察。TRAP染色方法:将4mg的萘酚AS-BI磷酸酯酶(美国,Sigma)溶于0.25mlN、N-二甲基甲酰胺中(阴性对照组不加萘酚AS-BI磷酸酯酶),加入0.2mol/L醋酸缓冲液25ml(pH5.0),再加入35mg的对品红染剂(美国,Sigma)和60ul10%氯化镁,液体过滤后加热至37℃,加50mmol/L酒石酸。将切片浸入以上配制好的液体中孵育,37℃,2h,之后流水冲洗30min,苏木素复染7min,冲洗,脱水,封片,镜下观察并计数(EM×40)。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。5.x线片的拍摄方法取加力14d后的实验组与对照组大鼠上颌组织块,在拆除加力装置前通过RVG(RadioVideoGraph可视化X线投照系统)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2)。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,以确保拍摄结果的可靠性与可比性。本研究X线片均由一名有经验技师严格按照投照标准拍摄。每张X线片重复测量3次,取平均值。结果1.组间的显著性差异SPSS10.0统计软件ANOVA方差分析(P<0.01),三组间有显著性差异。选择Bonferroni法进行组间两两比较,B组与A组、C组间有显著性差异(P<0.01),A组、C组组间无显著性差异(P>0.05)。2.组破骨细胞数的方差分析未加力时牙周膜废用性萎缩组(A组)、牙周膜机能代偿性增强组(B组)和对照组(C组)近中压力侧牙槽骨表面破骨细胞计数分别为0.33、0.20及0.16,方差分析三组间无显著性差异(P>0.05);加力3d后3组破骨细胞数均显著升高,分别为3.83、5.33及5.67;7d时分别为1.67、3.20及3.67;14d时分别为1.16、2.83及3.33,方差分析三组间均有显著性差异(P<0.05)。选择Student-Newmen-Keuls法进行组间两两比较,3d、7d、14d时A组与B组、C组间有显著性差异(P<0.05),B组、C组间无显著性差异(P>0.05)。牙周组织的结构与组织结构正畸牙齿的移动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。牙周的改建,最终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?本实验观察到加力前废用性萎缩组牙周膜宽度明显变窄,结构稀疏,成纤维细胞数量减少,胶原纤维、细胞排列明显紊乱,牙槽骨表面成骨细胞核扁平,骨皮质变薄,骨髓腔扩大,表明废用性萎缩牙周组织细胞分化增殖、骨分泌功能低下;而机能代偿性增强组牙周膜宽度明显增加,结构致密,成纤维细胞数量增多,胶原纤维、细胞排列有序,牙槽骨骨皮质增厚,表面成骨细胞核大而圆,且可见明显骨形成区,表明机能代偿性增强牙周组织细胞分化增殖、成骨功能活跃(见图3)。有研究认为破骨细胞是参与骨改建过程的主要细胞,骨改建率直接与吸收陷窝和阻抗骨中破骨细胞数有关。本研究发现加力后正常组与代偿组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,分化产生的成骨细胞数量减少,功能低下,而成骨细胞在破骨细胞前体的集中、增殖及分化过程中起到关键作用,因而导致破骨细胞数量减少;也可能萎缩组牙周膜较其它两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。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又常以牙移动速度来反映骨改建情况。Bourauel等认为牙周膜或牙槽骨的形变是牙移动骨改建的基础。对各组牙齿移动距离的测量分析表明:牙周膜机能代偿性增强组移动距离(0.265±0.107mm)明显小于其他两组(P<0.05),这可能是由于增宽的牙周膜缓冲了矫治力,牙周膜的形变小,因而引起的位移也小;或代偿性增大的咬合力促进牙周膜细胞向成骨细胞分化,促使成骨细胞数量增多、功能激活,成骨活动大于破骨活动,因而只发生少量移动。牙周膜废用性萎缩组(0.631±0.142mm)与正常组移动距离(0.679±0.090mm)间无显著性差异,这可能是由于萎缩变窄的牙周膜对矫治力的缓冲作用小,牙周膜的形变大,因而引起的位移也大;也可能实验时间不够长,如果延长时间,废用性萎缩组与正常组牙移动速度间差异可能明显。组织学观察还发现:受力后废用性萎缩牙周组织内有明显透明样变(局部牙周膜结构消失,无细胞存在,见图4)。牙槽骨表面出现不规则的破骨陷窝,以潜掘性吸收为主;正常组牙周组织中可见透明样变,牙槽骨表面破骨陷窝较多,以直接吸收为主,也可见潜掘性吸收;机能代偿性增强牙周组织中透明样变少见,牙槽骨表面破骨陷窝少而浅。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,牙周组织易发生变性坏死,产生大量透明样变,对这些变性组织的清除过程和潜掘性