应用磁力矫治器对青春期恒河猴进行Ⅲ类功能牵引的组织形态学观察

赵宁 徐芸 陈扬熙 沈刚 许艳华

（1.上海交通大学医学院附属第九人民医院 正畸科，上海市口腔医学重点实验室，上海 200011；2.昆明医学院附属口腔医院 正畸科，昆明 650031；3.四川大学华西口腔医院 正畸科，成都 610041）

1 材料和方法

选用健康青春生长发育期雄性恒河猴6只（年龄3岁左右，混合牙列期，体重5.5 kg左右，云南省动物研究所提供）。实验组45、90 d各2只，对照组45、90 d各1只。实验组动物配戴自制的铸造式Ⅲ类磁力矫治器（magnetic orthopedic appliance-Ⅲ，MOA-Ⅲ），以产生每侧300 N的初始力，并通过定期添加6mm×4mm×1mm磁块维持磁力大小（图1），对照组不戴用矫治器。口内直接测量记录磁块间距的变化，并应用口内照片和模型记录治疗前后颌位的改变。分别于实验前后拍摄头颅侧位片进行测量分析。

本实验共选用颧颌缝、颧颞缝、腭横缝、翼腭缝、颧额缝、额颌缝6条骨缝作为观察对象，选择实验前、实验中及实验后静脉滴注氧四环素、钙黄绿素、茜素红及二甲酚橙4种活体荧光染色剂对骨缝内新骨的沉积进行标记。

动物应用4%多聚甲醛行颈总动脉灌注固定，麻醉下放血处死。颅骨标本采用10%甲醛进行24～48 h巩固固定。然后沿中线将上颌复合体剖成两半。左半侧标本采用甲酸脱钙，常规石蜡包埋，垂直于骨缝界面作连续切片，片厚约4μm。右半侧标本应用75%乙醇进行固定，用于制作非脱钙的硬组织切片备用。

2 结果

2.1 颌位观察

矫治结束时，45 d实验组磁块间距约为4.0mm，90 d实验组约为6.0mm（图1B）。所有实验组动物的颌位均出现明显近远中移位，45 d组恒河猴1由轻度近中关系变为中性关系，恒河猴2由中性关系变为轻度远中关系；90 d组2只动物均由中性关系变为完全远中关系。在垂直方向上，实验组动物出现一定的前牙区开；而对照组磨牙关系矫治前后无明显改变。

2.2 X线头影测量分析

2个实验组矫治后均表现为SNA角增大，SNB角减小，ANB角增大。A-Ptm增加，U1-SN增大、U1-NA增大；L1-MP减小、L1-NB增大；PP-SN减小，FMA及Y轴均增大（表1）。2个实验组较对照组均发生了明显的变化，其中90 d组的变化较45 d组更为明显。对照组均表现为正常的向前向下的生长发育。

表1 各组治疗前后头影测量差值Tab 1 Cephalometric changes in the groups before and after treatment

2.3 苏木精-伊红染色

实验组各骨缝均表现为明显的骨沉积，尤其是颧颌缝、腭横缝、翼腭缝、颧颞缝最为明显，额颌缝次之，颧额缝骨沉积最不明显。同时各条骨缝内骨的沉积与吸收均表现出一定特点，其中以颧颞缝特点最为突出，可见骨缝骨突两侧表现为一侧明显骨沉积，一侧骨吸收；骨突间相互作用，表现为骨突间骨缝一侧变宽，一侧缩窄；骨缝内变宽侧表现为胶原纤维拉伸、新骨沉积，缩窄侧表现为纤维排列紊乱、骨吸收。颧颌缝可表现为类似的组织学特征，但骨缝内成骨与破骨情况更为复杂。而腭横缝与翼腭缝则表现为明显的骨沉积，骨缝两侧骨沉积线呈层状排列，骨吸收少见。额颌缝与颧额缝有新骨沉积但不明显。

实验组新骨沉积明显多于对照组，并且90 d组的新骨沉积量及骨沉积线数目均多于45 d组，但成骨细胞的活跃程度不及45 d组。骨缝间纤维排列方向也呈现出一定特点，某些部位可表现为拉伸状，某些部位则表现为排列紊乱，甚至呈漩涡状。同时实验组各骨缝内未观察到明显的骨质破坏及炎症反应（图2）。

2.4 荧光染色

各实验组均表现为明显的骨沉积，并且新骨沉积量较大。同时可更加清楚地观察到各骨缝中沉积与吸收在同一骨缝中的表现，与苏木精-伊红染色结果基本一致，以颧颞缝的表现最为典型，颧颌缝次之（图3）。

腭横缝与翼腭缝则表现为明显的骨沉积，骨沉积线呈层状排列，与骨缝两侧边缘平行，骨吸收少见。额颌缝与颧额缝有骨沉积但不明显。

3 讨论

恒河猴从种属及解剖结构上是与人类非常接近的实验动物，两者颅颌面的解剖结构非常相似，因此，其研究结果可以对临床提供一定的参考依据。本实验选用3岁左右、混合牙列期恒河猴作为实验动物，是因为恒河猴性成熟年龄约为4～5岁，其年龄相当于人10岁左右，处于生长发育高峰期，可以与临床的治疗时机相对照。颌位观察结果表明：实验组治疗后上下颌关系在矢状方向发生明显改变，证明该矫治装置对纠正青春期恒河猴Ⅲ类错是有效的；但是在垂直方向上出现一定程度的开，可能和下颌骨的后下旋转以及个别牙尖的早接触有关。

头影测量结果显示：在MOA-Ⅲ作用下，颅面部的变化是上颌骨、下颌骨、上颌牙齿、下颌牙齿变化的综合。SNA角增大，A-Ptm增加说明上颌骨发生了一定的前移，其主要原因是由于在闭口位时相对的磁块间产生大小相等、方向相反的斥力，推上颌向前、下颌向后。PP-SN减小提示上颌骨发生了一定程度的逆时针方向旋转，FMA及Y轴角的增大则提示下颌有一定的后下旋转，这可能是由于在排斥力作用下，开口位时其上颌分力方向为前上，而下颌分力方向为后下。因此，在该矫治器的临床应用中应注意其副作用，尽量避免应用于开倾向的高角Ⅲ类患者，或者对该矫治器进行改良，选择应用吸引力作为矫治力源。SNB角的减小可能是由于下颌骨的生长发育受到一定程度的抑制，但目前研究多认为抑制下颌骨的生长发育比较困难[5-6]，主要原因可能还是由于下颌骨的后下旋转。U1-SN增大及L1-MP的减小同时也证明MOA-Ⅲ的矫治力方向是上颌向前下颌向后。2个实验组比较，90 d组较45 d组变化明显。提示MOA-Ⅲ的矫治机制以刺激上颌发育为主，抑制下颌生长为辅，对于下颌作用主要是改变其生长方向；同时上颌牙弓发生前移，上前牙唇倾，下切牙发生一定程度的舌倾。从而使上下颌位发生明显改变，这与以往学者研究结果一致[2，7-8]。

在外力作用下，颅面骨骼结构中的骨缝作为生长区进行改建，这与在自然生长力作用下发生的改变一致。骨缝纤维拉伸，刺激附着骨的骨沉积；反之，骨缝纤维的压缩导致骨的吸收[9]。Kambara[10]通过动物实验发现：上颌前牵引装置可以引起上颌骨周围骨缝内的组织学变化，这证明骨缝内张力或压力区的变化取决于加力的方向。Vardimon等[3]对Ⅲ类磁力作用下青春期恒河猴翼上颌裂及髁突软骨的组织学变化进行了研究，发现翼上颌裂下界骨缝有广泛的增生活动。徐芸等[4]开发了双阻板磁力矫治器-Ⅲ，并在临床上取得良好的效果。以往的研究多数是针对少数骨缝在矫形力作用下的变化，本研究选取上颌骨周围可能发生改建的主要骨缝进行了观察，结果表明在Ⅲ类重力作用下，位置不同的各条骨缝在形态、细胞数目、骨缝的宽度上都出现了不同的改变。

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