正畸加載時機及持續時間對自體移植牙牙周修復影響的組織學研究

孫慧芳 劉毅 郭涇，2 陳揚熙

（1.山東大學口腔醫院 正畸科，濟南 250012；2.四川大學華西口腔醫院 正畸科；3.口腔疾病研究國家重點實驗室，四川大學，成都 610041）

正畸加載時機及持續時間對自體移植牙牙周修復影響的組織學研究

孫慧芳1劉毅1郭涇1，2陳揚熙3

（1.山東大學口腔醫院 正畸科，濟南 250012；2.四川大學華西口腔醫院 正畸科；3.口腔疾病研究國家重點實驗室，四川大學，成都 610041）

目的 建立犬自體牙移植動物模型，研究正畸加載時機及持續時間對自體移植牙牙周修復的影響。方法選取12只Beagle犬隨機分組,選取每只犬的4顆第一前磨牙進行自體移植，分別在其自體牙移植手術后2、4、8和12周開始正畸加載，正畸加載持續時間分別為1、2和4周，并對其相應第一前磨牙牙體牙周組織標本進行組織學研究，測量牙根吸收率，統計學分析牙周組織的改建狀況。結果 實驗組正畸加載移植牙牙根吸收率比對照組無正畸加載移植牙牙根吸收率低，經配對t檢驗，兩者差異有統計學意義（P＜0.05）；不同加力持續時間（X）及加載時間點（Y）間移植牙牙根吸收率的差異均無統計學意義（P值均＞0.05），但這2個因素間析因實驗分析表明，2個因素間存在交互作用（X×Y的P值＜0.05）。結論 正畸力加載有助于移植牙牙根吸收狀況的改善和牙周組織改建；加力持續時間及加載時間點對移植牙牙根吸收率的影響差異不明顯。移植后4周開始正畸加載，加載持續2周時最有助于移植牙牙周組織的改建。

正畸加載； 自體移植牙； 牙周修復

自體牙移植術（autologous tooth transplantation，ATT）是將自體牙完整取出，移植于自身其他部位的缺牙處，以替代失牙[1]。臨床中會遇到很多牙齒缺失情況，如：外傷，先天缺失，齲病或牙周疾病及牙齒異位埋伏的牙齒缺失等。可以將埋伏牙、多生牙或者正畸需要減數拔除的牙齒作為供體牙，移植至自身的缺牙部位。牙移植術是保存自體天然牙列完整的方法之一，避免了義齒或種植義齒修復，不僅能恢復正常咬合及咀嚼功能[2]，同時更加美觀和經濟。但是經過一段時期的臨床嘗試后，很多醫生發現移植后的牙齒較多會出現骨粘連愈合或者牙根吸收，導致移植牙的成功率降低。而近期有研究表明：早期咀嚼刺激會減少骨粘連的發生率，并且通過正畸裝置控制力值對移植牙進行早期加載，會提高其移植后的成功率。但以往研究多僅限于臨床研究，未對自體移植牙實施正畸移動的時機和加載時程提出參考標準。本實驗建立犬自體牙移植動物模型，通過矯治力的施加與否及施加矯治力的時間，在動物模型上進行多種對比研究，為臨床把握正畸移動自體移植牙的時機和施力的持續時間等方面提供參考。

1 材料和方法

1.1 實驗動物的選取

選擇牙列完整、牙周狀況良好的健康成年Beagle犬12只（12月齡，雄性），體重10～12 kg（由四川大學華西實驗動物中心提供）。實驗動物飼養于四川大學華西實驗動物中心，飼喂（每天2次）定時、定量，半流質飲食，每天更換新鮮水任其自飲。

1.2 建立實驗動物模型

將12只Beagle犬隨機分為4組，每組3只。依據自體牙移植手術后正畸加載開始的時間不同劃分為A、B、C和D組，分別為牙移植手術后2、4、8和12周開始加載；每組3只犬再根據加載時程不同編號為1、2和4號，分別為正畸加載持續時間為1、2和4周，建立如表1所示的實驗動物模型。

表1 移植后不同時間進程加載的動物模型Tab 1 Animalmodels in different loading time after transp lantation

1.3 實驗動物牙齒分組

選取每只Beagle犬的4顆第一前磨牙作為實驗對象，犬左側上下頜2顆第一前磨牙作為實驗組，右側上下頜2顆第一前磨牙作為對照組。

1.4 主要材料和儀器

直徑0.20mm正畸用結扎絲、鎳鈦拉簧（杭州奧索醫療器械有限公司）；正畸測力計（3M公司，美國）；非調和型口腔正畸粘接劑（成都古京科技有限公司）。

1.5 牙移植手術

術前準備：術前拍攝X線片，觀察供體犬牙牙根形態，以便指導手術。手術前1 d肌注青霉素每千克40萬單位，禁食。

具體步驟：采用0.03 g·mL-1質量濃度的戊巴比妥鈉靜脈注射（每0.03 g的戊巴比妥鈉配比1mL的0.9%生理鹽水）犬后腿股靜脈，麻醉劑注射用量為1mL·kg-1。消毒術區，選擇實驗犬的兩側4顆第一前磨牙作為供體牙進行交換移植，作全厚瓣切開，翻瓣，盡可能暴露牙體，減少創傷，保護牙周膜的完整性。供牙拔除后置于生理鹽水中保存，供牙離體時間不超過30min。對側同名牙牙槽窩作為移植牙的受區，根據供體牙的尺寸，使用慢速手機配合大球鉆修整牙槽窩，同時使用生理鹽水冷卻，修整后進行試植，使受區牙槽窩與供體牙之間均勻存在1～2mm的間隙，制備完畢后將供體牙植入。酸蝕移植牙及兩側相鄰鄰牙的牙面，用結扎絲進行8字結扎固定，正畸用黏結劑黏固。

術后維護：術后3 d肌注抗菌素（青霉素每千克40萬單位），并使用氯己定漱口液沖洗術區。術后半流質飲食，避免影響移植牙。術后1周對移植牙齒行根管治療，同時拆除固定裝置。

1.6 正畸加載

在移植牙（或正常牙）、同側相鄰第二前磨牙的牙頸部磨深約0.2mm的溝，使用正畸用結扎絲（直徑0.20mm）將鎳鈦拉簧栓扎于左側移植牙與同側第二前磨牙之間，使用正畸測力計測得彈簧顯示值為0.85N，將其栓扎黏固。

1.7 標本處理

分別在移植牙正畸加載1、2及4周后，處死動物，取出第一前磨牙牙體牙周組織標本立即置于4%多聚甲醛溶液中固定48 h，常規脫鈣脫水、浸蠟包埋，進行普通石蠟切片制作后進行蘇木精-伊紅染色和Masson法染色（由四川大學華西科技園制作）。

1.8 牙根吸收率的測量

利用計算機軟件（Image-pro.plus4.5和Adobe photoshop 7.0）對每顆實驗牙蘇木精-伊紅染色組織切片進行計算機圖像處理，測量吸收面積與根總面積，計算牙根吸收指數（%）[3]。取每只犬同側前磨牙2張切片分別計算其牙根吸收指數，并取其均數作為此樣本的牙根吸收指數，對測量結果進行統計學分析。

1.9 統計學處理

牙根吸收率測量結果用SPSS 18.0統計學軟件進行配對t檢驗分析，所有數據均以均數±標準差表示；對上下頜所有正畸加載第一前磨牙不同加力持續時間（X）及不同加載時間點（Y）的牙根吸收指數測量結果，采用3×4的析因實驗設計模型（表2）。對測量數據采用配伍組設計資料的方差分析，兩兩比較用最小顯著差檢驗。

表2 3×4析因實驗設計模型Tab 2 3×4 model in factorial experimental design

2 結果

2.1 Masson法染色和蘇木精-伊紅染色結果

牙根吸收量最少的B2犬Masson法染色圖見圖1，由圖1左可見，B2犬未移植未加載正常牙周組織牙周膜厚度連續一致，牙周膜纖維排列致密；牙槽骨為染色較均勻一致的深紅色，顯示為成熟的骨組織。由圖1中可見，B2犬實驗側牙周膜纖維排列較為均勻，但是比較稀疏，膠原纖維束分布走向較為規則；靠近牙周膜一側的牙槽骨染色較淺，為新形成骨組織，與遠處染色較深紅的成熟骨組織可見較明顯分界；牙根吸收現象較少。由圖1右可見，B2犬對照側牙周膜纖維排列較為不均勻；有少量根吸收現象。

圖1 B2犬牙周組織 Masson ×40Fig 1 Periodontal tissue in B2 dog tooth Masson ×40

牙根吸收相對多的A2犬（移植后2周開始加載，加載持續2周）Masson法染色圖見圖2，由圖2左可見，犬實驗側可見牙周膜纖維排列方向不規則；牙槽骨可見吸收窩；牙根吸收現象較少。由圖2右可見，犬對照側牙周膜排列不規則；牙槽骨比實驗組吸收程度較重；有多處的牙根吸收。

圖2 A2犬牙周組織 Masson ×40Fig 2 Periodontal tissue in A2 dog tooth Masson ×40

D4犬（移植后12周開始加載，加載持續4周）Masson法染色和蘇木精-伊紅染色圖見圖3和4，由圖3左可見，D4犬實驗側牙周膜厚度薄、膠原纖維少；牙槽骨吸收范圍較大。圖3右可見，D4犬對照側牙周膜結構幾乎消失；牙槽骨與牙根有較大范圍的直接粘連現象，出現骨粘連。圖4可見移植牙的根面吸收和牙根骨粘連現象。由于牙根吸收一般從近根尖部位開始，切片選取實驗牙牙根的根1/3段進行圖片分析，因此，列出牙根吸收量最少的B2犬和牙根吸收相對多的A2犬和D4犬進行分析。

圖3 D4犬牙周組織 Masson ×40Fig 3 Periodontal tissue in D4 dog tooth Masson ×40

2.2 牙根吸收率測量結果

對照組無正畸加載移植牙牙根吸收率為（7.555± 0.226）%，實驗組正畸加載移植牙的牙根吸收率為（7.483±0.199）%，經配對t檢驗（n=24，t=5.326），兩者差異有統計學意義（P＜0.05），說明正畸力加載有助于移植牙牙根吸收狀況的改善和牙周組織的改建。

2.3 不同X及Y的牙根吸收率析因分析結果

通過對3×4的析因實驗設計模型進行統計分析，X間F值為0.705，Y間F值為1.112，X×Y間F值為4.864，可以看出，加力持續時間（X）及加載時間點（Y）不同水平間移植牙牙根吸收率的差異均無統計學意義（P值均＞0.05），即不同水平的加力持續時間及加載時間點對移植牙牙根吸收率的影響差異不明顯，但這2個因素間存在交互作用（X×Y的P值＜0.05）。

圖4 D4犬對照側牙周組織 HE ×100 Fig 4 Periodontal tissue in control side of D4 dog tooth HE×100

最小顯著差檢驗表明：X2（加載2周）及Y2（移植后4周）與其他水平數據的差異有統計學意義（P＜0.05），即X2Y2（移植后4周開始正畸加載，加載持續2周）時移植牙牙根吸收率最小，最有助于移植牙牙周組織的改建，為移植牙最優實驗水平。

3 討論

3.1 手術及染色方法的選擇

自體移植牙手術最早出現于20世紀初，在1956年Hale[4]首次提出了將第三磨牙植入第一磨牙區的相關技術，此后出現了多種牙移植手術模式，例如前磨牙移植至前牙的缺牙區，牙胚的移植，埋伏尖牙的移植等。經過這幾十年的研究，人們總結出了很多關于成功進行移植牙手術的經驗。本實驗中注意了以下幾個方面的操作和選擇。

3.1.1 拔牙方式的選擇 注意移植前供牙的選擇，供牙應該沒有牙周疾病，牙周探診深度正常。自體牙移植術中注意保護牙周膜組織，不使用牙挺而用拔牙鉗單純使用搖力拔除牙齒，盡量減少牙周膜損傷。因為健康的恒牙對破骨細胞存在免疫力—不同于牙周膜壞死或缺失的牙齒—完整的牙周膜被認為是抵抗吸收的天然因子[5]。另外，牙周膜正常愈合的關鍵在于保護牙骨質側牙周膜，其次是牙槽骨端牙周膜。學者[6-7]報道：某些移植牙齒硬化的出現是由于牙骨質側牙周膜發生不完全壞死，移植牙失敗的主要原因是牙骨質側殘留的壞死牙周膜誘導的牙根外吸收。牙周膜的機械損傷，牙周膜細胞的脫水及活力受損都會使預后較差[8]。拔出后的離體牙齒保存于生理鹽水中，且保證供牙離體時間不超過30min。

3.1.2 受區牙槽窩的制備 選擇了轉速可調節的慢速牙科電機制備牙槽窩，并在術中配合冷生理鹽水沖洗防止骨灼傷，模擬種植機制備受區。受區牙槽窩的預備要比植入的移植牙大1～2mm以便容納牙周膜[9]，并且可以保證牙槽骨與移植牙之間沒有壓力，從而避免了壓迫吸收[10-11]。注意使已拔出的移植牙牙根形態與受區牙槽窩相匹配，使移植牙與牙槽窩均勻而穩定地接觸，以保證術后初期移植牙的穩定性。Nethander等[12]認為移植牙根面與受區牙槽窩接觸不良或有血凝塊堆積，會影響術后牙周膜的營養供給。再植牙齒前注意去除受區牙槽窩中的血凝塊，保證移植牙的血運供應。

3.1.3 移植牙固定方式及術后牙髓治療 組織學和臨床研究認為過度固定并沒有改善牙髓牙周愈合，反而增加了置換性吸收和牙髓壞死的發生率[13-14]。考慮到對移植牙牙周組織的保護，避免結扎絲及黏結劑對牙齦及牙周組織的刺激，采取固定1周后拆除固定裝置。移植牙未經過完善的根管治療，牙髓的壞死會加速和擴大移植牙根的吸收，但考慮到術中進行根管治療會延長移植牙離體時間，所以選取術后1周拆除固定裝置的同時進行牙髓根管治療。Andreasen等[15]證明牙根形成的前磨牙在移植后4周內進行根管治療，移植成活率為98%。術后注意進行調，避免與固位裝置相接觸，保持術后初期牙齒穩定性。

3.1.4 染色方法選擇 除常規蘇木精-伊紅染色進行組織學評價外，本實驗還采用Masson染色，可以用此染色觀察骨細胞和成骨細胞的活動狀況，在這些細胞周圍出現的綠色著染膠原系新生部分，明顯不同于已成熟的外圍部紅色膠原，細胞周圍綠染區域的大小，代表著這些細胞新近的活動程度[16]；本實驗中，藍色區域系新生部分，骨成熟度的不同影響組織內紅染程度的多少，借此觀察牙周膜膠原纖維的排列及牙槽骨新骨改建情況。

3.2 關于牙根吸收率

牙根吸收是移植牙術后常見的并發癥，也是導致移植牙失敗的主要原因之一。Paulsen等[17]對移植術后前磨牙的長期隨訪顯示，與術后未進行正畸移動的對照牙相比，正畸旋轉移動造成輕度牙根表面吸收以及牙根變短。Andreasen等[18]對回植牙牙根吸收過程研究認為，其牙根吸收有3種不同形式，即表面性吸收、炎癥性吸收和替代性吸收。Mine等[19]研究認為：移植牙術后如果長時間缺乏生理刺激極可能發生粘連，而受到過大的創傷力會導致吸收，提出術后1～2周早期利用正畸裝置控制力值，對移植牙施加適宜刺激，可以促進愈合，防止粘連和牙根吸收。

雖然實驗組和對照組均出現不等程度牙根吸收，但是從本實驗結果上看實驗組比對照組吸收的程度要輕，這可能跟施加的正畸力有關。當正畸力施加于牙齒時，牙骨質較固有牙槽骨具有更強的抗吸收能力，且有新生牙骨質及時進行修復，這是臨床正畸治療的基礎。牙根表面有小范圍的病理性吸收或牙骨質折裂時，均可由繼發性牙骨質的沉積而得到修復。所以，正畸力的施加因牙骨質的這個特性而不會加重牙根吸收，相反還可以引起繼發性牙骨質的沉積而得到修復，減少牙根的吸收。

3.3 關于最佳加載時程

本實驗觀察移植后4周加載持續時間為2周時，牙周組織改建狀況最佳。原因可能為這個時期是牙周血運及牙周組織改建活躍期，施加適當的正畸力值會減少骨粘連的發生及促進牙周組織改建，提高其移植后的成功率。有日本學者對45只成年雜種狗移植后的牙齒進行了組織學上的觀察，發現移植后1周，整個牙槽窩正在形成新的牙周血運的改建；而2周后，牙周膜穿通纖維才可形成，而此時也是牙槽窩的改建和牙周血運重建的高峰期。本實驗的實驗犬進食時嘴唇和舌體的運動可能會影響到固位裝置在頰舌向的穩定性，而使牙周愈合期延后即為移植術后4周開始加載效果較佳，因此考慮在其后的試驗設計中改進固定裝置增強穩定性；加載持續時間為2周時，既保證有適宜正畸力促進牙周組織修復，又避免了加載時間過長其加載裝置對犬牙周衛生維護的影響。

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（本文編輯 湯亞玲）

Histological study about the effect of orthodontic loading time and duration on the periodontal repair in autologous tooth transp lantation

SUN Hui-fang1,LIU Yi1,GUO Jing1，2,CHEN Yang-xi3.（1.Dept.of Orthodontics,School of Stomatology,Shandong University,Jinan250012,China;2.Dept.of Orthodontics,West China School of Stomatology,Sichuan University,Chengdu610041,China;3.State Key Laboratory of Oral Diseases,Sichuan University,Chengdu610041,China）

ObjectiveThe study established an animal model of autologous tooth transplantation in dogs and aimed to explore the effects of orthodontic loading time and duration on the periodontal repair in autologous tooth transplantation.Methods12 Beagle dogs were selected and grouped random ly in this research.Four first premolar teeth in every dog were carried on autologous transplant operation.These teeth were exerted the orthodontic force after the operation in 2,4,8 and 12 weeks respectively.The loading duration was 1,2 and 4 weeks respectively.We examined the dental and periodontal tissue samples in first premolar teeth by histological study,measured root absorption rate and analyzed reconstruction condition of periodontal tissue with statistical methods.Results Root absorption rates of the experimental group which was exerted the orthodontic force were lower than those of the control group.The difference between two groups had statistical significance（P＜0.05）.Root absorption rates in different levels of orthodontic loading time（X）and the duration（Y）had no statistical significance（P＞0.05）,but these two factors had interaction effect（PX×Y＜0.05）.ConclusionOrthodontic force contributes to the improvement of root absorption and reconstruction of periodontal tissue in transplant teeth.The orthodontic loading time and the duration have no obvious effect on root absorption rate of transplant teeth.WhenXis two weeks andYis four weeks,it is most beneficial for the reconstruction effect of periodontal tissues in transplant teeth.

orthodontic loading； autologous tooth transplantation； periodontal repair

R 783.5

A

10.3969/j.issn.1000-1182.2011.03.004

1000－1182（2011）03－0237-05

2010-07-06；

2011-01-12

中國博士后科學基金資助項目（20090451410）；山東省科技攻關基金資助項目（2008GG30002007）

孫慧芳（1984—），女，山東人，碩士

郭涇，Tel：0531-88382070