上颌快速扩弓对龈沟液中RANKL和骨保护素含量的影响

佘 鹏，仇晨光，钱良玉，张光建，孔繁芝

（江苏大学附属人民医院口腔科，江苏镇江212002）

上颌快速扩弓对龈沟液中RANKL和骨保护素含量的影响

佘 鹏，仇晨光，钱良玉，张光建，孔繁芝

（江苏大学附属人民医院口腔科，江苏镇江212002）

目的：观察龈沟液中核因子κB受体活化因子配体（receptor activator of nuc1ear factor-κB 1igand，RANKL）、骨保护素水平与上颌快速扩弓过程中牙周组织改建的关系。方法：选取32例安氏Ⅲ类错患者，随机分为对照组（只戴入扩弓器但不加力）和观察组（持续扩弓1周），各16例。以右上颌第一磨牙、左上颌尖牙颊侧为检测位点，分别在扩弓前（基线）、扩弓后24 h、1周、2周、1月、3月时采集龈沟液，采用ELISA法检测龈沟液中RANKL、骨保护素的含量。结果：观察组右上颌第一磨牙和左上颌尖牙龈沟液中RANKL水平在扩弓后24 h时明显升高，1周时达峰值，2周时仍维持较高水平，以后逐渐下降，3个月时下降到扩弓前水平；骨保护素水平24 h时明显降低，1周时达最低值，2周时维持较低水平，以后逐渐上升，3个月时上升到扩弓前水平。从扩弓后24 h至1个月，观察组RANKL和骨保护素含量与对照组比较，差异有统计学意义（P＜0.05），而至3个月时已无明显差异（P＞0.05）。结论：上颌快速扩弓过程中，龈沟液中的RANKL、骨保护素含量的变化可能与矫形力作用下牙槽骨改建的状态有关。

上颌快速扩弓；龈沟液；核因子κB受体活化因子配体；骨保护素

上颌快速扩弓是临床正畸中常用的矫形方法，是解决牙弓狭窄的有效手段。牙弓扩大的过程是牙齿、颌骨接受各种矫治力刺激后牙周膜、牙槽骨发生一系列改建的过程。在这一过程中，牙齿受到外力后牙周组织发生急性炎症反应，压力侧牙槽骨发生吸收，张力侧牙槽骨发生再建，最终完成牙齿的移动、牙槽基骨的扩展。以往对上颌快速扩弓进行的大量基础和临床研究多是集中于上颌快速扩弓的临床应用及疗效、扩弓对牙周组织的创伤、扩弓后效果的保持等方面。近年来大量研究表明，许多细胞因子参与机械力刺激下牙槽骨改建的调控，其在将机械负荷转化为生物反应过程中发挥重要作用。本研究拟应用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测上颌快速扩弓过程中的不同时间点人牙龈沟液中核因子κB受体活化因子配体（receptor activator of nuc1ear factor-κB 1igand，RANKL）、骨保护素的含量，初步探讨RANKL、骨保护素与上颌快速扩弓过程中牙周组织改建的关系，为进一步阐明正畸时牙齿移动过程中牙周组织改建的机制提供依据。

1 对象与方法

1.1 病例

选取2011年2月至2014年2月江苏大学附属人民医院口腔正畸科门诊安氏Ⅲ类错患者32例，其中男18例，女14例，年龄12～16岁，平均13.5岁。纳入标准：①年龄12～16周岁，身体健康，无全身系统性疾病；②前牙反和（或）伴有后牙反，面中1/3明显凹陷，上颌发育不足，下颌发育基本正常。无正畸治疗史，颌面部无严重外伤史，无唇腭裂畸形；③口腔全景片示牙周及根尖周无病理性改变，无多生牙、埋伏牙；④口腔卫生依从性好，牙周健康状况良好，探诊深度≤3 mm；⑤近3个月内未应用抗菌药物或免疫抑制剂；⑥患者及家长自愿参加本研究，治疗前均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 分组 将32例患者随机分为2组，每组16例。对照组只戴入扩弓器但不加力，观察组连续加力扩弓1周。首先将制作好的矫治器在口内试戴，调整到位后，清洁牙面，以30％磷酸处理牙面，彻底冲洗，吹干，用玻璃离子黏结剂将矫治器固定在牙齿上。观察组采用配套的加力装置插入扩弓器中轴的小孔，顺时针旋转，矫治器每天加力1次，每次加力180°，1周后停止。

1.2.2 标本采集时间 所有病例标本的采集分6个时间点，分别为戴入扩弓矫治器前（基线），戴入扩弓矫治器后24 h、1周、2周、1月和3月。每次复诊操作前采集龈沟液。

1.2.3 龈沟液的采集 检测位点为每位患者的上颌尖牙、第一磨牙的颊侧，所有检查结果均以牙齿为单位进行分析。将2 mm×10 mm的无菌滤纸条放入消毒过的Eppendorf管内，经编号后称重备用。取样前让患者常规清水刷牙，然后去除未刷尽的软垢、食物及龈上菌斑。用棉卷隔湿，三用枪吹干牙面，将滤纸条轻轻插入指定牙位点的龈沟内，遇到轻微阻力为止，放置30 s后取出，尽快将滤纸条放入Eppendorf管中封口。如滤纸条被唾液、血液污染则弃之不用，需再次取样。尽快将装有滤纸条的Eppendorf管置于电子天平上再次称重，差值按比重为1换算成体积并记录，样本置于-70℃冰箱冷藏待测。

1.2.4 ELISA法检测龈沟液中RANKL、骨保护素含量 用RANKL、骨保护素ELISA试剂盒检测龈沟液中RANKL、骨保护素的浓度，具体操作根据试剂盒说明书进行。

1.3 统计学处理

所有数据应用SPSS 17.0统计软件进行处理。组内不同观察时间点的比较采用配对t检验，即将戴上扩弓器后24 h、1周、2周、1月以及3月的检测值，分别与矫治前比较；同一时间点各观察指标的组间比较采用两样本t检验，取α=0.05的检验水准，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 上颌第一磨牙龈沟液RANKL和骨保护素的含量

对照组上颌第一磨牙龈沟液中骨保护素、RANKL水平各时间点的浓度差异均无统计学意义。观察组扩弓后24 h RANKL含量明显升高（P＜0.05），骨保护素浓度则明显下降（P＜0.05）；扩弓1周时RANKL含量达峰值（P＜0.01），骨保护素水平则达最低值（P＜0.01）。扩弓2周时RANKL水平仍接近峰值（P＜0.05），骨保护素则维持谷底水平，此后RANKL水平逐渐下降，骨保护素水平逐渐上升，1个月时与基线水平比仍有统计学意义（P＜0.05），矫治3个月时，龈沟液中骨保护素、RANKL水平已恢复到基线水平（P＞0.05）。组间比较显示，扩弓后从24 h至1个月，观察组与对照组骨保护素、RANKL含量差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1、表2。

表1 两组不同治疗阶段上颌第一磨牙龈沟液中RANKL的含量±s，pg/μL

表1 两组不同治疗阶段上颌第一磨牙龈沟液中RANKL的含量±s，pg/μL

a：P＜0.05，b：P＜0.01，与矫治前比较

组别矫治前矫治后24 h1周2周1月3月F值P值对照组40.25±15.4641.28±12.1540.82±14.4342.65±14.8943.02±14.6543.28±14.950.1220.987观察组41.75±13.1559.80±17.43a86.28±23.12b80.62±22.16b67.54±18.56a50.28±15.6013.6430.000 t值0.7700.0020.0000.0000.0000.205 -0.296-3.487-6.672-5.689-4.148-1.296 P值

表2 两组不同治疗阶段上颌第一磨牙龈沟液中骨保护素的含量±s，pg/μL

表2 两组不同治疗阶段上颌第一磨牙龈沟液中骨保护素的含量±s，pg/μL

a：P＜0.05，b：P＜0.01，与矫治前比较

组别矫治前矫治后24 h1周2周1月3月F值P值对照组250.28±66.13 250.20±62.28 249.35±61.34 247.30±60.68 248.89±59.10 249.20±60.190.0051.000观察组249.20±65.33203.36±61.13a102.25±30.26b110.28±31.87b140.66±38.30a230.20±56.1926.3520.000 t值0.0462.1478.6037.9966.1470.923 P值0.9630.0400.0000.0000.0000.363

2.2 上颌尖牙龈沟液中RANKL和骨保护素含量的变化

对照组上颌尖牙龈沟液中骨保护素、RANKL含量从矫治前到矫治3个月的变化均无统计学意义。观察组扩弓后24 h RANKL水平明显升高（P＜0.05），骨保护素水平明显下降（P＜0.05），扩弓1周时RANKL水平达峰值（P＜0.01），骨保护素水平则达最低值（P＜0.01），2周时RANKL水平仍接近峰值（P＜0.01），骨保护素则维持谷底水平，此后RANKL水平逐渐下降，骨保护素水平逐渐上升，1个月时与基线水平比仍有统计学意义（P＜0.05）。3个月时，观察组骨保护素、RANKL水平与基线水平已无明显差异（P＞0.05）。组间比较显示，自24 h至矫治1个月，观察组与对照组骨保护素、RANKL水平的差异有统计学意义（P＜0.05）。结果见表3、表4。

表3 两组不同治疗阶段上颌尖牙龈沟液中RANKL含量±s，pg/μL

表3 两组不同治疗阶段上颌尖牙龈沟液中RANKL含量±s，pg/μL

a：P＜0.05，b：P＜0.01，与矫治前比较

组别矫治前矫治后24 h1周2周1月3月F值P值对照组36.24±12.6535.56±11.8530.65±13.1033.15±12.5637.02±14.7741.83±15.651.2580.289观察组35.65±12.1452.25±17.62a78.24±20.42b74.26±19.25b64.65±19.10a42.82±18.7214.5060.000 t值0.135-3.144-7.846-7.154-4.577-0.162 P值0.8940.0040.0000.0000.0000.872

表4 两组不同治疗阶段上颌尖牙龈沟液中骨保护素的含量±s，pg/μL

表4 两组不同治疗阶段上颌尖牙龈沟液中骨保护素的含量±s，pg/μL

a：P＜0.05，b：P＜0.01，与矫治前比较

组别矫治前矫治后24 h1周2周1月3月F值P值对照组241.12±62.58 239.73±55.52 232.82±59.37 237.40±59.38 241.54±60.24 246.18±58.900.0910.994观察组240.06±61.25199.47±51.42a98.36±27.36b112.25±30.26b138.83±35.40a232.52±58.2028.9120.000 t值0.0482.1288.2287.5115.8800.660 P值0.9620.0420.0000.0000.0000.514

3 讨论

上颌快速扩弓产生的矫形力使牙周组织发生了改建，而将机械负荷转化为生物反应的过程需要许多生物学因子的共同参与。生物因子的产生、活化及代谢需要一定的时间，因此牙周组织从改建至达到稳定状态也需要相应的时间。Kucukke1es等［1］研究发现，上颌第一磨牙和切牙颊侧压力在扩弓后急剧升高，在保持期开始下降，3个月保持期后压力与扩弓前相似。Langford［2］认为在保持扩弓效果3个月后复发力明显下降。丁寅［3］也认为牙弓扩大后应再戴矫治器3个月，然后采用Nance弓维持扩大了的牙弓宽度。Arat等［4］观察了扩弓前和扩弓结束保持扩弓效果3个月后骨改建活性的变化，发现在保持3个月后，骨改建的活性恢复到初始水平，表明3个月的保持期对骨重建有效。上述研究充分表明，上颌快速扩弓产生的牙周改建效应，一般需3个月才能达到初步稳定状态。因此本实验选择3个月作为检测的时间截点，在这一时期内的不同时间点，通过检测龈沟液生物活性物质表达水平的变化间接反映牙周改建状态，有利于正畸医生在临床工作中对矫治力进行合理的调整。

上颌第一磨牙和尖牙是正畸过程中控制牙移动的关键，对于维持牙弓的正常形态、建立稳定的咬合关系有重要意义。上颌第一磨牙是上颌牙弓中牙周膜面积最大的牙，尖牙具有最长的牙根，因此在上颌快速扩弓中这两个牙位的牙周组织改建可能最为活跃。以往的研究表明引起牙槽骨改建的关键不是力值的大小，而是力在组织中的分布。因此牙齿移动的速度受到牙根形状、面积、牙齿移动方式、牙槽骨致密度的影响。付雅丽等［5］研究显示，模拟上颌快速扩弓加载后，最大压应力出现在上颌第一恒磨牙的牙槽骨附近，应力值为7.19 N/mm2。因此，本研究选用上颌第一磨牙和尖牙作为检测牙位。

上颌快速扩弓过程中，矫形力作用于牙齿及上颌骨，牙周成纤维细胞、成骨细胞等牙周膜细胞的骨保护素和RANKL的表达发生变化，进而参与调节破骨、成骨活动。大量研究已证实，牙周组织中表达的RANKL和骨保护素可以渗入到龈沟液中并可被检测到［6-10］。因此，通过对牙周龈沟液中RANKL和骨保护素的检测，可为了解和评价牙周组织改建的状态提供重要依据。机械力刺激和牙周的炎症都可能引起龈沟液中RANKL和骨保护素的变化［11-16］，因此，本研究设立的对照组为戴用扩弓矫治器但不加力，以排除戴扩弓矫治器引起的牙周组织炎症刺激对试验结果的影响，这样才能认为龈沟液中骨保护素及RANKL的变化与矫形力的作用有关。

在上颌快速扩弓产生的矫形力作用下，人牙周龈沟液中骨保护素、RANKL的浓度随时间将会出现怎样的变化，并对牙周组织的改建产生怎样的影响？本研究结果显示，对照组上颌第一磨牙和尖牙龈沟液中骨保护素、RANKL水平从矫治前到矫治后3个月的变化均无统计学意义，提示本试验中上颌快速扩弓器本身不会影响骨保护素、RANKL的表达。观察组上颌第一磨牙和尖牙龈沟液中骨保护素、RANKL的含量变化趋势相似：扩弓后24 h RANKL水平明显升高（P＜0.05），骨保护素水平明显下降（P＜0.05），扩弓1周时RANKL含量达峰值（P＜0.01），骨保护素浓度则达最低值（P＜0.01），说明对快速扩弓器连续加力1周，每日加力对牙周组织产生累积效应，压力侧以破骨效应为主，成骨活动受到抑制，产生骨吸收，牙周组织改建活跃；2周时RANKL含量仍接近峰值，骨保护素则维持谷底水平。这表明此时牙周组织改建仍处于活跃状态。这一结果的出现可能与本研究采用的扩弓器有关。本试验采用了内置可记忆微镍钛弹簧的扩弓器，虽然已经停止对扩弓器加力1周，但扩弓器内镍钛弹簧储存的力量仍可作用于牙齿，产生骨改建效应；此后RANKL水平逐渐下降，骨保护素水平逐渐上升，1个月时与基线水平比较差异仍有统计学意义（P＜0.05），说明随着时间延长，扩弓器释放的力量渐渐减弱，压力侧牙周组织的改建活动逐渐减少。3个月时，两牙位骨保护素、RANKL水平与矫治前水平已无明显差异，表明此时牙周组织的改建活动已基本稳定，暗示临床上上颌扩弓治疗后，至少应保持3个月以上。这与国内外许多临床研究结果一致［2-4］。组间比较显示，自24 h至1个月，观察组与对照组骨保护素、RANKL浓度有明显差异（P＜0.05），表明扩弓产生的机械力刺激是导致其水平变化的原因。

综上所述，本试验初步观察了上颌快速扩弓过程中与骨改建状态相关的RANKL、骨保护素浓度的变化，提示临床采用无创性的龈沟液水平检测可能对判断上颌快速扩弓过程中牙周组织改建的状态有提示意义，可用于防止扩弓产生的牙过多移动，指导正畸治疗中扩弓力值、扩弓时间及保持时间的选择。但牙周组织改建是一个多因素相关的复杂生物学过程，是多信号系统、多因子共同发挥调控作用的结果，且本试验由于扩弓装置的原因只研究了牙周压力侧龈沟液中RANKL、骨保护素的浓度，因此，有关上颌快速扩弓时牙周组织改建与龈沟液中骨保护素、RANKL水平的确切关系，尚待进一步的研究。

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Effect of rapid maxillary expansion on the level of RANKL and osteoprotegerin in the gingival crevicular fluid

SHE Peng，QIU Chen-guang，QIAN Liang-yu，ZHANG Guang-jian，K0NG Fan-zhi
（Department of Stomato1ogy，the Affi1iated Peop1e′s Hospita1，Jiangsu University，Zhenjiang Jiangsu 212002，China）

Objective：To observe the variation of the receptor activator of nuc1ear factor（NF）-κB 1igand（RANKL）and osteoprotegerin（OPG）1eve1s in the gingiva1 crevicu1ar f1uid before and after rapid maxi11ary expansion.Methods：Thirty-two patients with C1assⅢma1occ1usion were random1y assigned into two groups（n=16）：contro1 group（just wear into the expansion device without force）and experimenta1 group（wear the expansion device and expansion arch 1 week）.Se1ecting the bucca1 surface of the right maxi11ary first mo1ar and 1eft maxi11ary canine teeth as the detection situs，gingiva1 crevicu1ar f1uid was co11ected and periodonta1 c1inica1 parameters were recorded before the expansion（base1ine）and after expansion 24 h，1 week，2 weeks，1 month，3 months，respective1y.The 1eve1s of RANKL and osteoprotegerin in the gingiva1 crevicu1ar f1uid were detected using the ELISA method.Results：The RANKL 1eve1s in gingiva1 crevicu1ar f1uid of 1eft and right maxi11ary first mo1ar maxi11ary canine in the experimenta1 group were marked1y e1evated at 24 h of expansion treatment，the peak 1eve1 reached at 1 week and sti11 maintained a re1ative1y high 1eve1 at 2 weeks of treatment.And then the RANKL 1eve1s dec1ined gradua11y and fe11 approach to the base1ine 1eve1（before the expansion）at 3 months.The osteoprotegerin 1eve1s were significant1y reduced at 24 h of expansion and downed to nadir at 1 week，then maintained a 1ow 1eve1s in 2 weeks.Then the osteoprotegerin 1eve1s were gradua11y increased at 3 months，approached to the 1eve1 as that of before expansion.Groups comparison showed that there were no significant1y differences in the periodonta1 c1inica1 parameters betweenthe two groups（P＞0.05）.From 24 h to 1 month of the expansion，there were statistica11y significant differences in the RANKL，osteoprotegerin 1eve1s between the experimenta1 group and the contro1 group（P＜0.05）.However，there was no statistica11y significant differences at 3 months of expansion between two groups（P＞0.05）.Conclusion：The changes of RANKL and osteoprotegerin 1eve1s from gingiva1 crevicu1ar f1uid in the rapid maxi11ary expansion process might be concerned with the a1veo1ar bone remode1ing with the orthopedic force.

rapid maxi11ary expansion；gingiva1 crevicu1ar f1uid；receptor activator of nuc1ear factor（NF）-κB 1igand；osteoprotegerin

R783.5

A

1671-7783（2015）06-0503-05

10.13312/j.issn.1671-7783.y150170

2015-07-27 ［编辑］ 陈海林

镇江市社会发展计划资助项目（SH2012037）

佘鹏（1981—），男，安徽庐江人，主治医师，硕士，主要从事正畸学临床研究；孔繁芝（通讯作者），副教授，硕士生导师，E-mai1：kfz108@sohu.com