正畸牙移动对炎性大鼠牙周组织改建的实验研究

杨东红,吴立鹏,王 石,黄 静

(1.佳木斯大学口腔医学院,黑龙江 佳木斯 154002;2.佳木斯大学附属第一医院,黑龙江佳木斯 154003;3.黑龙江多多集团有限责任公司黑龙江佳木斯 154007)

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,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[1],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、成骨细胞等是唯一可产生牙骨质、牙槽骨的细胞群。本试验在建立牙周炎动物模型的基础上,对比观察炎性及正常牙周组织在正畸牙齿移动过程中的牙槽骨改建有何区别。

1 材料和方法

1.1 实验动物及分组

选用 72只3月龄 Wistar大鼠(佳木斯大学动物实验中心提供),体重(300±10)g。分笼饲养,自由摄食饮水。适应性饲养一周后随机平分为正常牙移动组和牙周炎牙移动组。牙周炎组于实验前在大鼠双侧上颌第一磨牙牙颈部结扎丝结扎并辅以高糖饮食6周,并以醋酸泼尼松龙5mg/kg肌注,将给药间隔定为前 7针为每 2天 1次 ,后 2针为 每 3天 1次[2]。经 X线片检查证实形成稳定的牙周炎后,将两组动物分别随机分为正畸牙移动 0、1、3、7、14、21d组 ,每组 6只。

1.2 牙移动模型建立

将麻醉后的动物仰卧固定于手术台上,环绕上颌两中切牙颈部磨深约0.2mm的沟,用直径0.25mm不锈钢结扎丝嵌入沟内将两中切牙从牙颈部结扎为以整体;然后随机选取一侧上颌第一磨牙,于该侧第一磨牙与第二磨牙之间穿过结扎丝,穿入镍钛螺旋弹簧,弹簧的另一端穿入结扎丝从环扎结扎丝龈方两中切牙间隙间结扎于一侧中切牙上,调整螺旋弹簧使正畸力为0.49N[3]。严密监控大鼠矫治器,若有损坏及时重新安装。

1.3 测量大鼠牙齿移动距离

在大鼠戴用加力装置前及各实验组动物处死前,制作大鼠上颌个别托盘并制取印模。用游标卡尺测定每付模型第一磨牙近中边缘嵴与中切牙远中颈部之间的距离,测量3次,取均值,计算出各时间点牙齿移动前后的距离差值。

1.4 牙周组织标本制备

到规定的时间点将各组实验动物处死后,取上颌第一磨牙区牙及牙周组织,放入10%中性福尔马林固定液中固定24h,10%EDTA(pH7.2～ 7.4)脱钙约40d,常规乙醇系列脱水,二甲苯置换,浸蜡,包埋 ,按磨牙近远中方向制备连续石蜡切片(厚4μm),切片常规脱蜡至水,行 HE染色。

2 结果

2.1 HE染色结果

牙周炎大鼠的牙周膜间隙增宽,胶原纤维排列紊乱,血管扩张充血明显,附着上皮破坏,结合上皮向根方增殖 ,形成牙周袋,袋底和袋壁有大量的炎症细胞浸润,在牙槽嵴顶和固有牙槽骨可见明显的骨吸收陷窝及活跃的破骨细胞。在正常情况下,牙周组织代谢十分活跃,不断地进行改建。正畸治疗时,牙周组织代谢更趋于活跃。无论在正常组还是牙周炎组,正畸力均可导致牙周膜中出现张力区和压力区,在张力区可见牙周膜增宽,胶原纤维被拉长,大量的成纤维细胞增生活跃,形成新的胶原纤维,在牙槽骨表面出现成骨细胞,并形成类骨质 ,血管增生扩张,间隙增大,新生血管主要分布于近新生牙槽骨一侧;在压力区可见牙周膜宽度变窄,牙周膜纤维排列紊乱,毛细血管受压 ,管腔缩小出现缺血、出血、玻璃样变性、坏死等现象 ,牙槽骨表面吸收活跃,近牙槽骨壁处可见多核破骨细胞及骨吸收陷窝。

2.2 牙齿移动距离观察

牙周炎组和正常组上颌第一磨牙的牙齿移动距离测量结果显示：在既定时间内,牙周炎组的牙齿移动速度大于正常牙移动组,差别有统计学意义。见表 1。

表1 大鼠上颌第一磨牙不同时间近中移动距离 (±s,mm)

表1 大鼠上颌第一磨牙不同时间近中移动距离 (±s,mm)

组别 1d 3d 7d 14d 21d正常组 0.19±0.40 0.31±0.08 0.41±0.08 0.89±0.13 1.13±0.13牙周炎牙移动组 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 讨论

为减小正畸牙齿移动装置的副作用,特别是滑脱对实验造成的不利影响,本实验对正畸牙齿移动装置的设计和安装进行了改进,采用了磨沟固位法以利固位,并将切牙连扎以增加支抗。本实验采用镍钛螺旋弹簧作为加力装置,其力值比较稳定,衰减较慢,在大鼠口腔环境内各项力学性能比较好,镍钛材料比较坚固且不易被大鼠撕抓而断裂脱落。大鼠上颌第一磨牙有5个牙根,分叉度较大,近中根朝近中扩展,相比之下,远中根比较直立些,因其牙根近中的牙槽骨持续地形成,而远中牙槽骨处于活跃的吸收状态,故生理状态下大鼠上颌磨牙有向远中方向漂移的趋势[4,5]。因此,为了既快又显著的诱导牙槽骨改建,我们采用固定装置将上颌第一磨牙逆生理性漂移的方向向近中移动。King等研究发现[6],30～60g的力即可产生有效的牙移动,加大力值会使刺激骨吸收的因子活性增强,从而对牙周组织造成损害,因此本实验采用50g的近中向牵引力。在正畸牙齿移动的最初阶段,牙周炎组和正常组牙齿移动均较快,这是由于牙周组织中存在大量胶原纤维,牙齿受压后压力侧牙周膜变窄,张力侧牙周膜增宽,两组牙移动距离比较未见统计学意义。牙齿快速移动刺激了牙周组织改建,压力区出现透明性变,变性组织具有抗压作用 ,延缓了牙齿移动。由于牙周炎症的存在,导致牙周炎组压力侧骨密度相对降低,虽然牙周组织改建活跃但是其抗压性能差、骨吸收活跃,因此其牙齿移动速度显著大于正常牙移动组。本研究初步认为,与正常大鼠相比,牙周炎大鼠在接受正畸力后,牙移动速度更快,对牙周组织的损伤相对增大。提示医生一定要重视局部牙周组织改概况对正畸治疗的影响,在对牙周炎患者行正畸治疗时应进行彻底的牙周治疗和维护,以促进牙周组织的愈合和改建;在正畸过程中进行口腔健康教育和卫生保健工作 ,预防牙龈炎和(或)牙周炎症出现。

[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]杜建东,余占海,杨倩,等.实验性牙周炎动物模型研究 [J].实用口腔医学杂志,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