正畸牙移動對炎性大鼠牙周組織改建的實驗研究

楊東紅,吳立鵬,王 石,黃 靜

(1.佳木斯大學口腔醫學院,黑龍江 佳木斯 154002;2.佳木斯大學附屬第一醫院,黑龍江佳木斯 154003;3.黑龍江多多集團有限責任公司黑龍江佳木斯 154007)

正畸牙齒的移動是牙周組織進行不斷改建的過程,受到全身和局部諸多因素的調控。牙周的改建,最終表現為牙槽骨的改建,因此動物實驗和臨床觀察中常以牙移動速度來反映骨改建情況[1],而牙周膜是這一系列過程的主要執行者,其中成纖維細胞、成牙骨質細胞、成骨細胞等是唯一可產生牙骨質、牙槽骨的細胞群。本試驗在建立牙周炎動物模型的基礎上,對比觀察炎性及正常牙周組織在正畸牙齒移動過程中的牙槽骨改建有何區別。

1 材料和方法

1.1 實驗動物及分組

選用 72只3月齡 Wistar大鼠(佳木斯大學動物實驗中心提供),體重(300±10)g。分籠飼養,自由攝食飲水。適應性飼養一周后隨機平分為正常牙移動組和牙周炎牙移動組。牙周炎組于實驗前在大鼠雙側上頜第一磨牙牙頸部結扎絲結扎并輔以高糖飲食6周,并以醋酸潑尼松龍5mg/kg肌注,將給藥間隔定為前 7針為每 2天 1次 ,后 2針為 每 3天 1次[2]。經 X線片檢查證實形成穩定的牙周炎后,將兩組動物分別隨機分為正畸牙移動 0、1、3、7、14、21d組 ,每組 6只。

1.2 牙移動模型建立

將麻醉后的動物仰臥固定于手術臺上,環繞上頜兩中切牙頸部磨深約0.2mm的溝,用直徑0.25mm不銹鋼結扎絲嵌入溝內將兩中切牙從牙頸部結扎為以整體;然后隨機選取一側上頜第一磨牙,于該側第一磨牙與第二磨牙之間穿過結扎絲,穿入鎳鈦螺旋彈簧,彈簧的另一端穿入結扎絲從環扎結扎絲齦方兩中切牙間隙間結扎于一側中切牙上,調整螺旋彈簧使正畸力為0.49N[3]。嚴密監控大鼠矯治器,若有損壞及時重新安裝。

1.3 測量大鼠牙齒移動距離

在大鼠戴用加力裝置前及各實驗組動物處死前,制作大鼠上頜個別托盤并制取印模。用游標卡尺測定每付模型第一磨牙近中邊緣嵴與中切牙遠中頸部之間的距離,測量3次,取均值,計算出各時間點牙齒移動前后的距離差值。

1.4 牙周組織標本制備

到規定的時間點將各組實驗動物處死后,取上頜第一磨牙區牙及牙周組織,放入10%中性福爾馬林固定液中固定24h,10%EDTA(pH7.2～ 7.4)脫鈣約40d,常規乙醇系列脫水,二甲苯置換,浸蠟,包埋 ,按磨牙近遠中方向制備連續石蠟切片(厚4μm),切片常規脫蠟至水,行 HE染色。

2 結果

2.1 HE染色結果

牙周炎大鼠的牙周膜間隙增寬,膠原纖維排列紊亂,血管擴張充血明顯,附著上皮破壞,結合上皮向根方增殖 ,形成牙周袋,袋底和袋壁有大量的炎癥細胞浸潤,在牙槽嵴頂和固有牙槽骨可見明顯的骨吸收陷窩及活躍的破骨細胞。在正常情況下,牙周組織代謝十分活躍,不斷地進行改建。正畸治療時,牙周組織代謝更趨于活躍。無論在正常組還是牙周炎組,正畸力均可導致牙周膜中出現張力區和壓力區,在張力區可見牙周膜增寬,膠原纖維被拉長,大量的成纖維細胞增生活躍,形成新的膠原纖維,在牙槽骨表面出現成骨細胞,并形成類骨質 ,血管增生擴張,間隙增大,新生血管主要分布于近新生牙槽骨一側;在壓力區可見牙周膜寬度變窄,牙周膜纖維排列紊亂,毛細血管受壓 ,管腔縮小出現缺血、出血、玻璃樣變性、壞死等現象 ,牙槽骨表面吸收活躍,近牙槽骨壁處可見多核破骨細胞及骨吸收陷窩。

2.2 牙齒移動距離觀察

牙周炎組和正常組上頜第一磨牙的牙齒移動距離測量結果顯示：在既定時間內,牙周炎組的牙齒移動速度大于正常牙移動組,差別有統計學意義。見表 1。

表1 大鼠上頜第一磨牙不同時間近中移動距離 (±s,mm)

表1 大鼠上頜第一磨牙不同時間近中移動距離 (±s,mm)

組別 1d 3d 7d 14d 21d正常組 0.19±0.40 0.31±0.08 0.41±0.08 0.89±0.13 1.13±0.13牙周炎牙移動組 0.19±0.85 0.45±0.05 0.55±0.07 1.07±0.13 1.40±0.25 t 0.145 3.279 3.081 2.331 2.278 P＞0.05 ＜0.01 ＞0.05 ＜0.05 ＜0.05

3 討論

為減小正畸牙齒移動裝置的副作用,特別是滑脫對實驗造成的不利影響,本實驗對正畸牙齒移動裝置的設計和安裝進行了改進,采用了磨溝固位法以利固位,并將切牙連扎以增加支抗。本實驗采用鎳鈦螺旋彈簧作為加力裝置,其力值比較穩定,衰減較慢,在大鼠口腔環境內各項力學性能比較好,鎳鈦材料比較堅固且不易被大鼠撕抓而斷裂脫落。大鼠上頜第一磨牙有5個牙根,分叉度較大,近中根朝近中擴展,相比之下,遠中根比較直立些,因其牙根近中的牙槽骨持續地形成,而遠中牙槽骨處于活躍的吸收狀態,故生理狀態下大鼠上頜磨牙有向遠中方向漂移的趨勢[4,5]。因此,為了既快又顯著的誘導牙槽骨改建,我們采用固定裝置將上頜第一磨牙逆生理性漂移的方向向近中移動。King等研究發現[6],30～60g的力即可產生有效的牙移動,加大力值會使刺激骨吸收的因子活性增強,從而對牙周組織造成損害,因此本實驗采用50g的近中向牽引力。在正畸牙齒移動的最初階段,牙周炎組和正常組牙齒移動均較快,這是由于牙周組織中存在大量膠原纖維,牙齒受壓后壓力側牙周膜變窄,張力側牙周膜增寬,兩組牙移動距離比較未見統計學意義。牙齒快速移動刺激了牙周組織改建,壓力區出現透明性變,變性組織具有抗壓作用 ,延緩了牙齒移動。由于牙周炎癥的存在,導致牙周炎組壓力側骨密度相對降低,雖然牙周組織改建活躍但是其抗壓性能差、骨吸收活躍,因此其牙齒移動速度顯著大于正常牙移動組。本研究初步認為,與正常大鼠相比,牙周炎大鼠在接受正畸力后,牙移動速度更快,對牙周組織的損傷相對增大。提示醫生一定要重視局部牙周組織改概況對正畸治療的影響,在對牙周炎患者行正畸治療時應進行徹底的牙周治療和維護,以促進牙周組織的愈合和改建;在正畸過程中進行口腔健康教育和衛生保健工作 ,預防牙齦炎和(或)牙周炎癥出現。

[1]Kohno T,Matsumoto Y,Kanno Z,et al.Experimental tooth movement under light orthodontic forces：rates of tooth mov ement and changes of the periodontium[J].J Orthod,2002,29：129-135

[2]杜建東,余占海,楊倩,等.實驗性牙周炎動物模型研究 [J].實用口腔醫學雜志,2007,23(6)：801-804

[3]Vander molen M A.Gap junctional intercellular communication contributes to hormonal responsiveness in osteoblastic networks[J].J Biol Chem,1996,5(8)：271-275

[4]Mitsui N,Suzuki N,Maeno M,et al.Optimal compressive force induces bone formation via increasing bone morphogenetic proteins production and decreasing their antagonists production by Saos-2 cells[J].Life Sci,2006,78(23)：2697-2706

[5]Dolce C,Anquita J,Brinkley L,et al.Effects of sialoadenectomy and exogenous EGF on molar drift and orthodontic tooth movement in rats[J].Am J Physiol,1994,266(5 Pt 1)：731-738

[6]King GJ,Keeling SD,McCoy EA.Measuring dental drift and orthodontic tooth movement in response to various initial forces in adult rats[J].Am J Orthod Dentofacial Orthod,1991,99(5)：456-465