上頜矢狀擴(kuò)弓的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究

苑迎嬌 左艷萍 胡通

骨性錯(cuò)頜畸形的早期治療即生長(zhǎng)改良治療已經(jīng)成為現(xiàn)代臨床口腔正畸學(xué)的重要內(nèi)容之一。臨床治療中，對(duì)于骨性上頜發(fā)育不足的患者，常針對(duì)其具體的發(fā)病機(jī)制采用相應(yīng)的生長(zhǎng)改良治療。由于上頜前后向和垂直向發(fā)育不足而表現(xiàn)為上頜后縮、面中份凹陷以及前牙反牙合，對(duì)患者口腔功能、顏面美觀和心理健康都有較嚴(yán)重的影響［1］。在乳牙期通常的治療方法就是通過牙合墊舌簧對(duì)反牙合進(jìn)行矯治［2］，但存在固位不良、復(fù)診頻繁、對(duì)骨改建作用小等不足。我們?cè)谂R床對(duì)合墊矯治器進(jìn)行改良［3］，在腭部矢狀方向置入擴(kuò)弓器以慢速擴(kuò)弓的力量施加矢狀方向擴(kuò)弓力，在臨床取得了滿意的效果。本文就其骨改建作用進(jìn)行了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物分組 選擇8周齡健康新西蘭大白兔15只(由河北醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供)，體重1.5～1.7 kg。所有動(dòng)物單籠喂養(yǎng)觀察1周后納入本實(shí)驗(yàn)，所有動(dòng)物均進(jìn)食顆粒狀飼料，自由攝食飲水。將15只處于生長(zhǎng)發(fā)育期的新西蘭大白兔隨機(jī)分為2組:實(shí)驗(yàn)組8只，對(duì)照組7只。實(shí)驗(yàn)組新西蘭大白兔全天戴用自制的上頜矢狀擴(kuò)弓矯治器，對(duì)照組不做任何處理為自然生長(zhǎng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 動(dòng)物模型的建立:使用3%戊巴比妥鈉以1 ml/kg的劑量對(duì)新西蘭大白兔進(jìn)行耳緣靜脈注射麻醉，動(dòng)物在5～10 min后即麻醉成功。使用烤軟的牙科用紅蠟片制作個(gè)別托盤，取上頜工作模型，使用超硬石膏灌注模型。用0.40 mm的仿澳絲在模型上彎制上頜擴(kuò)弓矯治器，將麻醉后的動(dòng)物仰臥固定于手術(shù)臺(tái)上，然后用慢速牙科電機(jī)安裝刃狀車針在0.9%氯化鈉溶液持續(xù)降溫的前提下，于上頜兩中切牙舌面緊貼齦緣的牙頸部各磨一深約0.2 mm的溝，每一面上的溝水平位于牙面同一水平處。隨后將擴(kuò)弓器的兩個(gè)游離臂末端向外回折插入第一、二磨牙鄰接點(diǎn)之下，加力200 g。加力后將擴(kuò)弓器前部抵于切牙預(yù)備的舌側(cè)溝中，用光固化樹脂加固上頜磨牙頜面及切牙舌面。實(shí)驗(yàn)期間，實(shí)驗(yàn)組新西蘭大白兔全天戴用矯治器;對(duì)照組不做任何處理，為自然生長(zhǎng)。見圖1。

圖1 動(dòng)物模型

1.2.2 取材及標(biāo)本處理:擴(kuò)弓2周后，取上頜組織，包括切牙、腭板和腭中縫。用0.9%氯化鈉溶液清洗組織表面，放入4%甲醛中固定，并繼以10%的甲酸中，常溫下脫鈣1周，蒸餾水漂洗過夜。上行梯度乙醇脫水，二甲苯透明，浸蠟，石蠟包埋。沿上頜骨矢狀方向切片，行常規(guī)HE染色。在電子顯微鏡下觀察樣本上腭區(qū)的組織學(xué)變化。

1.2.3 組織學(xué)成骨細(xì)胞計(jì)數(shù):將切片在計(jì)算機(jī)彩色病理圖像采集與分析系統(tǒng)中，200倍光鏡下選擇上頜腭部的中前部區(qū)域，測(cè)量成骨細(xì)胞個(gè)數(shù)。每張標(biāo)本測(cè)量3次。將每份標(biāo)本的測(cè)量均值作為最后測(cè)量值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 動(dòng)物的一般情況 15只新西蘭大白兔除對(duì)照組1只在實(shí)驗(yàn)結(jié)束前死亡，其余均存活，實(shí)驗(yàn)組大鼠擴(kuò)弓均非常成功，肉眼便可看出前牙覆蓋與對(duì)照組明顯的差別。

2.2 組織學(xué)觀察 實(shí)驗(yàn)組上頜骨腭部骨邊緣成骨細(xì)胞增生活躍，有大量的成骨細(xì)胞呈帶狀聚集，成骨細(xì)胞的下方有少量類骨質(zhì)出現(xiàn)。同時(shí)部分區(qū)域出現(xiàn)破骨細(xì)胞，但成骨現(xiàn)象大于破骨，有新骨沉積，新生的骨組織骨小梁排列與加力方向一致;對(duì)照組的上頜骨腭部可見骨邊緣有不等量的成骨細(xì)胞和較為微弱的成骨活動(dòng)，偶見破骨細(xì)胞。加力14 d后，骨細(xì)胞計(jì)數(shù)分析實(shí)驗(yàn)組骨細(xì)胞計(jì)數(shù)為(27.0±5.9)個(gè)，而對(duì)照組的骨細(xì)胞計(jì)數(shù)為(17.5±3.6)個(gè)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見圖2、3。

圖2 實(shí)驗(yàn)組(HE×40)

圖3 對(duì)照組(HE×40)

3 討論

本實(shí)驗(yàn)在傳統(tǒng)矯治器的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，用自制的垂直開大曲加力代替鎳鈦螺璜，使矯治器體積更小且力量也較穩(wěn)定，不易衰減。垂直開大曲是加力的關(guān)鍵裝置，上頜矢狀擴(kuò)弓后，較之對(duì)照組，上頜骨局部發(fā)生明顯變化，覆蓋由治療前平均2 mm變?yōu)橹委熀笃骄? mm，說明本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛄己玫啬M臨床改良合墊舌簧矯治器的加力過程。

本研究應(yīng)用HE染色的方法對(duì)上頜骨腭部進(jìn)行組織形態(tài)學(xué)分析，從總體上直觀地觀察上頜骨腭部的改建過程。HE染色可清楚的顯示骨質(zhì)或類骨質(zhì)的形成。高倍鏡下可見新生骨由粗大的骨膠原纖維及骨基質(zhì)、骨細(xì)胞構(gòu)成。眾所周知，在骨改建過程中，成骨細(xì)胞起著非常重要的作用。Sanchez-Fernandez等［4］研究表明，骨改建過程實(shí)際是成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞之間的穩(wěn)態(tài)被打破，前者作用大于后者即表現(xiàn)成骨，反之則表現(xiàn)為破骨。有研究表明，機(jī)械力可以打破成骨和破骨的穩(wěn)態(tài)［5］。在活躍的骨形成區(qū)有明顯的成層排列的成骨細(xì)胞，位于骨的表面，如骨的內(nèi)、外表面、哈弗管的表面及骨小梁的表面。活躍的成骨細(xì)胞為立方形，胞質(zhì)嗜堿性［6］。Gabbay等［7］研究表明機(jī)械力對(duì)成骨細(xì)胞的增殖活性、細(xì)胞外形和附著以及表型蛋白表達(dá)和功能有重要的影響。本實(shí)驗(yàn)依據(jù)成骨細(xì)胞形態(tài)特點(diǎn)及分布于骨表面特征，在光學(xué)顯微鏡下對(duì)其進(jìn)行識(shí)別并進(jìn)行計(jì)數(shù)，依此對(duì)上頜骨腭部的骨改建進(jìn)行分析。本實(shí)驗(yàn)組織學(xué)觀察顯示，戴用矯治器2周后，實(shí)驗(yàn)組上頜骨腭部出現(xiàn)新骨形成反應(yīng)，其中靠近上頜切牙的牙根處更明顯。由于矯治器的力量直接施加在上頜切牙上，導(dǎo)致上頜切牙的牙根處新骨形成更活躍。成骨細(xì)胞數(shù)量增多，且形態(tài)呈典型的立方狀，出現(xiàn)了少量的類骨質(zhì)，推斷可能是由于矢狀方向的擴(kuò)弓力量打破了成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞之間的穩(wěn)態(tài)，成骨作用大于破骨作用，成骨反應(yīng)活躍。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的成骨細(xì)胞數(shù)量有顯著性差異(P＜0.05)。由此可以推斷上頜矢狀方向擴(kuò)弓顯著影響著腭部骨組織的改建。

本實(shí)驗(yàn)中，上頜矢狀方向擴(kuò)弓后實(shí)驗(yàn)組切牙覆蓋變化明顯且成骨細(xì)胞數(shù)量在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中有顯著差異，說明生長(zhǎng)發(fā)育期矢狀方向擴(kuò)弓能顯著促進(jìn)上頜骨的生長(zhǎng)。

1 Jiuxiang L，Yan G.Preliminary investigation of nonsurgical treat-ment of severe skeletal classⅢmalocclusion in the permanent dentition.Angle Orthodontist，2003，75:401.

2 何艾娥，冮衛(wèi)東，熊貴忠.頜墊舌簧活動(dòng)矯治器矯治乳前牙反牙合三種施力裝置的療效對(duì)比研究.臨床口腔醫(yī)學(xué)雜志，2011，27:356-358.

3 劉亞非，牛小雷，左艷萍.改良牙合墊舌簧矯治器矯治乳牙反牙合的臨床體會(huì).現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志，2008，22:344.

4 Sanchez-Fernandez MA，Gallois A，Riedl T，et al.Osteoclasts control osteoblast chemotaxis via PDGF-BB/PDGF receptor beta signaling.PLoS ONE，2008，3:e3537.

5 苗毅，王林，張衛(wèi)兵，等.機(jī)械擴(kuò)張力作用下小鼠腭中縫成骨與破骨的研究.口腔醫(yī)學(xué)，2009，29:169-173.

6 于世鳳，高巖主編.口腔組織病理學(xué).第1版.北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社，2005.

7 Gabbay JS，Zuk PA，Tahernia A，et al.In vitro microdistraction of pre-osteoblasts:distraction promotes proliferation and oscillation promotes differentiation.Tissue Eng，2006，12:3055-3065.