靜止期牙周病大鼠牙齒移動后上下頜牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)的差異

周芳 郭芳 曾輝 張耀超 黃碩

[摘要]目的：觀察靜止期牙周病大鼠牙齒移動后上下頜牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)的差異。方法：SD雄性大鼠48只隨機分為對照組和實驗組（各半），實驗組建立靜止期牙周病動物模型，近中移動上、下頜右側(cè)第一磨牙。各組于加力0d、7d、14d、21d各處死6只動物，取材，行Micro-CT掃描。結(jié)果：加力0d、7d，實驗組大鼠上頜牙槽骨骨密度（BMD）、骨體積分數(shù)（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb·Th）低于下頜，骨小梁數(shù)量（Tb·N）高于下頜（P<0.05）;加力14d，上頜牙槽骨Tb·Th低于下頜，骨小梁分離距離（Tb·Sp）高于下頜（P<0.05）;加力21d，上頜牙槽骨BV/TV、Tb·Th低于下頜，Tb·N、Tb·Sp高于下頜（P<0.05）。加力14d，實驗組大鼠上、下頜牙槽骨BMD、BV/TV降至最低，Tb·Sp升至最高。上、下頜牙槽骨Tb·N分別在加力7d、14d升至最高，Tb·Th分別在加力14d、21d降至最低。 結(jié)論：靜止期牙周病大鼠牙齒移動后，上頜牙槽骨骨骼強度低于下頜，且骨小梁的退行性改變較下頜嚴(yán)重。上頜牙槽骨主要以骨小梁厚度和分離距離的改變?yōu)橹?，下頜牙槽骨主要以骨骼強度的改變?yōu)橹?，且下頜牙槽骨的骨吸收和骨形成較上頜牙槽骨快。

[關(guān)鍵詞]牙槽骨;牙周病;靜止期;骨微結(jié)構(gòu);牙齒移動;差異

[中圖分類號]R783.5? ? [文獻標(biāo)志碼]A? ?[文章編號]1008-6455（2020）07-0109-05

Abstract： Objective To observe the microstructural difference between maxillary and mandibular alveolar bone after tooth movement in rats with quiescent periodontitis. Methods? SD rats were randomly divided into the control group（24） and the experimental group（24）.In the experimental group，the animal model of quiescent periodontitis was established，and the first molar on the right side of the upper and lower jaw was moved.6 rats were sacrificed and scaned by Micro-CT in each group at the 0th，7th，14th and 21st days. Results? In the experimental group，the bone mineral density （BMD），the bone volume fraction （BV/TV） and the trabecular thickness（Tb·Th） of maxillary alveolar bone were lower than those of the mandible，and the trabecular bone number（Tb·N） of maxillary alveolar bone were higher than that of the mandible at the 0th and 7th days（P<0.05）.Tb·Th of maxillary alveolar bone were lower than that of the mandible，and the trabecular bone separation distance（Tb·Sp） of maxillary alveolar bone were higher than that of the mandible at the 14th day（P<0.05）.BV/TV and Tb·Th of maxillary alveolar bone were lower than those of the mandible，and Tb·N and Tb·Sp of maxillary alveolar bone were higher than those of the mandible at the 21st day（P<0.05）.In the experimental group，BMD and BV/TV of alveolar bone in the maxillar and mandible were reduced to minimum，and Tb·Sp hit the peak at 14th day，but Tb·N of alveolar bone in the maxillar and mandible hit the peak at 7d and 14d respectively，and Tb·Th of alveolar bone in the maxillar and mandible reduced to minimum at 14d and 21d respectively. Conclusion Aftering experimental tooth movement in rats with quiescent periodontitis，the skeletal strength of maxillary alveolar bone was lower than that of mandible，and trabecular bone degeneration of maxillary alveolar bone was more severe than that of mandible.The changes of trabecular thickness and separation distance are the main features of maxillary alveolar bone，and the changes of bone strength are the main features of mandibular alveolar bone.Absorption and formation of alveolar bone in mandible is faster than that of maxilla.

Key words：alveolar;periodontal disease;quiescent;bone microstructure;tooth movemen;difference

牙周病是除齲齒以外引起患者牙齒缺失的首要病因[1]，患者牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)被破壞、骨質(zhì)疏松，甚至發(fā)生牙槽骨吸收，不但嚴(yán)重影響咀嚼功能，還會進一步加速牙槽骨骨量丟失[2]，進入惡性循環(huán)。目前全世界有8%～30%的中年人為牙周病患者[3]，牙周病的治療已經(jīng)成為口腔醫(yī)學(xué)研究的重點和難點。相比常規(guī)的牙周基礎(chǔ)治療，牙周-正畸聯(lián)合治療可以控制牙周炎癥，排齊牙列，改善咀嚼功能，解除咬合創(chuàng)傷，有利于牙周組織的恢復(fù)，較單純牙周治療更為有效[4]。但是目前不是所有的牙周病患者接受正畸治療都可以獲得良好的治療效果，了解并判定牙槽骨狀況是擬定治療計劃以及治療成功的關(guān)鍵。有學(xué)者提出，上、下頜牙槽骨對力的反應(yīng)不同[5]，下頜牙槽骨對正畸治療的反應(yīng)更為敏感[6]，頜骨間的形態(tài)計量學(xué)指標(biāo)也有顯著差異[7]，但牙周病患者的正畸治療是否也存在同樣的情況未見報道。為此本研究模擬牙周病患者進行牙周-正畸聯(lián)合治療的真實環(huán)境，建立靜止期牙周病動物模型并對其牙齒加力，觀察不同加力時間下動物模型上、下頜牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)的差異，以期為牙周病患者的正畸治療提供更為詳細準(zhǔn)確的治療依據(jù)。

1? 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物：篩選28周齡SD雄性大鼠48只，平均體重（330±35.2）g，購自空軍軍醫(yī)大學(xué)動物中心，實驗動物生產(chǎn)許可證：SCXK（陜）2014-002，實驗動物使用許可證：SCXK（陜）2014-001。

1.1.2 主要器械和設(shè)備：眼科剪、線剪，平鑷、持針器、自制牙周刮治器、彈力橡皮鏈、0.2mm不銹鋼結(jié)扎絲、Bruker Skyscan Micro-CT系統(tǒng)（型號：1176）。

1.2 方法

1.2.1 建立動物模型：大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后隨機分為對照組（24只）和實驗組（24只）。實驗組大鼠麻醉，仰臥固定，結(jié)扎上、下頜右側(cè)第一磨牙牙頸部。6周后再次麻醉實驗組大鼠，去除結(jié)扎絲，上、下頜右側(cè)第一磨牙行牙周基礎(chǔ)治療，術(shù)后4周開始實驗[8]。對照組不作處理，置于同樣飼養(yǎng)環(huán)境下自由食水。

1.2.2 動物模型牙齒加力：直徑0.2mm不銹鋼結(jié)扎絲環(huán)繞靜止期牙周病動物模型上、下頜切牙及右側(cè)第一磨牙牙頸部，結(jié)扎絲置于牙齦上粘接固定。兩牙之間通過彈力橡皮鏈加力，力值50g。隔天檢查，如加力裝置脫落或固位不佳，重新安裝。

1.2.3 取材：兩組分別于加力0d、7d、14d、21d各處死6只大鼠，取其右側(cè)上、下頜骨，剔除軟組織，無菌生理鹽水沖洗，多聚甲醛固定7d，Micro-CT掃描，見圖1。

1.2.4 Micro-CT掃描方式：Bruker Skyscan Micro-CT系統(tǒng)掃描，電壓80kV，電流310μA，分辨率18μm，掃描結(jié)束后采用DataViewer1.0軟件對所獲影像行三維重建。

選取大鼠上、下頜右側(cè)第一磨牙近中根近中牙槽嵴邊緣至遠中根遠中牙槽嵴邊緣牙槽骨為感興趣區(qū)域（Region of interest，ROI），見圖2。CT-Analyser1.0軟件測量，指標(biāo)[9]：骨密度（Bone mineral density，BMD），ROI內(nèi)總礦物質(zhì)密度;骨體積分數(shù)（Bone volume fraction，BV/TV），ROI內(nèi)骨小梁體積除以樣本體積;骨小梁數(shù)量（Trabecular bone number，Tb·N），ROI內(nèi)骨組織與非骨組織交點數(shù)量;骨小梁厚度（Trabecular thickness，Tb·Th），ROI內(nèi)骨小梁的平均厚度;骨小梁分離距離（Trabecular bone separation distance，Tb·Sp），ROI內(nèi)骨小梁間的髓腔平均寬度。

1.2.5 統(tǒng)計學(xué)分析：采用Graphpad prism7.0軟件處理數(shù)據(jù)并制圖，組間比較采用t檢驗，以P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2? 結(jié)果

2.1 對照組上、下頜牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)的差異：對照組上頜右側(cè)第一磨牙牙槽骨BMD、BV/TV、Tb·Th低于下頜，上、下頜牙槽骨Tb·N、Tb·Sp無明顯差異，見圖3。

2.2 實驗組上、下頜牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)的變化：加力0d、7d、14d、21d，實驗組上、下頜右側(cè)第一磨牙牙槽骨BMD、BV/TV、Tb·Th均低于對照組，Tb·N、Tb·Sp均高于對照組，見圖4～5。

2.3 實驗組上、下頜牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)的差異：加力0d、7d，實驗組上頜牙槽骨BMD、BV/TV、Tb·Th低于下頜，Tb·N高于下頜，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，但上、下頜牙槽骨Tb·Sp無明顯差異。加力14d，上頜牙槽骨Tb·Th低于下頜，Tb·Sp高于下頜，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，但上、下頜牙槽骨BMD、BV/TV、Tb·N無明顯差異。加力21d，上頜牙槽骨BV/TV、Tb·Th低于下頜，Tb·N、Tb·Sp高于下頜，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，但上、下頜牙槽骨BMD無明顯差異。

加力14d，實驗組上、下頜牙槽骨BMD、BV/TV降至最低，Tb·Sp升至最高。上頜牙槽骨Tb·N在加力7d升至最高，下頜牙槽骨Tb·N在加力14d升至最高。上頜牙槽骨Tb·Th在加力14d降至最低，下頜牙槽骨Tb·Th在加力21d降至最低，見圖6。

3? 討論

牙槽骨是牙體最重要的支持組織，對保存牙體，行使正常的咀嚼功能起著重要作用。慢性牙周病患者因為牙周支持組織被破壞，常導(dǎo)致前牙唇向移位，牙齒支持能力下降，無法承擔(dān)正常的咀嚼壓力，造成牙合創(chuàng)傷后又會進一步加劇牙槽骨的吸收。正畸治療是目前牙周病綜合治療的重要方法之一[10]，有學(xué)者認為正畸治療可以從根本上解除牙周病的致病因素，在牙周炎癥完全控制的情況下，正畸治療不會導(dǎo)致牙槽骨的明顯吸收，反之恰當(dāng)?shù)恼委?，可以延緩牙周病的進程，促進牙周健康[11]。也有學(xué)者認為即使是牙周病靜止期患者，正畸治療也會使其牙槽骨骨密度降低，導(dǎo)致牙齒松動度增加，而且牙周病的嚴(yán)重程度與骨密度下降量呈正相關(guān)[12]。

牙槽骨也是全身骨骼中改建最為活躍的部位，會根據(jù)不同的壓力或張力產(chǎn)生相應(yīng)的骨質(zhì)吸收和增生，終身具有改建能力，正畸治療正是應(yīng)用牙槽骨的改建來完成牙齒的移動。以往有研究發(fā)現(xiàn)，部分患者在正畸治療后出現(xiàn)下頜牙槽骨密度降低快于上頜牙槽骨的情況[6]，以相同的方式內(nèi)收上下頜前牙，腭側(cè)牙槽骨厚度的變化也存在差異[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，對照組大鼠上頜牙槽骨BMD、BV/TV、Tb·Th較下頜牙槽骨降低，實驗組大鼠在加力0d時其牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)出這樣的特點，但是實驗組大鼠上、下頜牙槽骨BMD、BV/TV、Tb·Th分別較對照組更低，說明牙周病確實對大鼠的牙槽骨造成了嚴(yán)重的破壞，即便牙周病處在靜止期，大鼠的牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)仍然無法恢復(fù)。

通過對不同加力時間下實驗組大鼠上下頜牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)的觀察，發(fā)現(xiàn)隨著加力時間的延長，實驗組大鼠上、下頜牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)的變化也存在差異，在加力0d、7d時，下頜牙槽骨BMD明顯高于上頜牙槽骨，但至加力14d、21d時，上、下頜牙槽骨BMD已無明顯差別。骨密度和骨質(zhì)量決定了骨骼的強度，而且骨密度反映了骨骼強度的70%[14]，說明實驗組大鼠下頜牙槽骨骨骼強度的下降較上頜更快。不過BMD并不能完全體現(xiàn)骨骼的微結(jié)構(gòu)，并且骨微結(jié)構(gòu)可以獨立于BMD發(fā)揮作用[15]。在骨微結(jié)構(gòu)指標(biāo)中，骨小梁負責(zé)傳導(dǎo)并分散應(yīng)力，當(dāng)骨小梁出現(xiàn)厚度減小，分離距離增加，連接密度下降等退行性改變時，早期仍然可保持應(yīng)力的正常傳導(dǎo)，但持續(xù)退變，應(yīng)力傳導(dǎo)就會出現(xiàn)障礙，甚至導(dǎo)致骨小梁及骨皮質(zhì)的骨折[16-17]。本研究中，對照組大鼠上頜牙槽骨Tb·Th低于下頜，實驗組大鼠在加力0d、7d、14d、21d時，上頜牙槽骨Tb·Th均明顯低于下頜;對照組大鼠上、下頜牙槽骨Tb·Sp無明顯差異，實驗組大鼠在加力0d、7d時，上、下頜牙槽骨Tb·Sp也無明顯差異，但至加力14d、21d時，實驗組大鼠上頜牙槽骨Tb·Sp明顯高于下頜，說明實驗組大鼠上頜牙槽骨骨小梁的退行性改變較下頜嚴(yán)重，并且隨著牙齒的移動，上頜骨小梁的狀態(tài)更加不穩(wěn)定。

以往還有研究發(fā)現(xiàn)，BV/TV與Tb·Th呈正相關(guān)，與Tb·Sp呈負相關(guān)[18]，這與本研究的結(jié)果一致。在評價骨形態(tài)和骨微結(jié)構(gòu)的檢測指標(biāo)中，BV/TV可以反映骨骼的代謝情況，數(shù)值升高表示骨形成大于骨吸收，反之骨吸收大于骨形成[9]。BV/TV也是評估骨組織力學(xué)性能的主要指標(biāo)，隨著BV/TV的降低，骨組織的力學(xué)性能隨之下降[19]。本研究中，對照組大鼠上頜牙槽骨BV/TV低于下頜，實驗組大鼠上頜牙槽骨BV/TV在加力0d、7d、21d時也明顯低于下頜，但在加力14d時，實驗組大鼠上、下頜牙槽骨BV/TV無明顯差異，且上、下頜牙槽骨BV/TV均是在加力14d時逐漸下降，14d后升高，變化趨勢基本一致，說明實驗組大鼠下頜牙槽骨骨吸收和骨形成均較上頜牙槽骨更快，但總體來說，實驗組大鼠在牙齒移動后，上頜牙槽骨的力學(xué)性能低于下頜。

綜上所述，靜止期牙周病大鼠的牙槽骨更加敏感，骨吸收活躍，牙齒移動后其上下頜牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)存在明顯差異，上頜牙槽骨骨骼強度低于下頜，且骨小梁的退行性改變較下頜更加嚴(yán)重，對力的耐受程度更差。上頜牙槽骨主要以骨小梁厚度和分離距離的改變?yōu)橹?，下頜牙槽骨主要以骨骼強度的改變?yōu)橹?，且下頜牙槽骨的骨吸收和骨形成也較上頜牙槽骨更快。由此提示，在靜止期牙周病患者的正畸治療中，上下頜牙槽骨要區(qū)別對待，以制定更加適宜的矯治方案。

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[收稿日期]2019-12-13

本文引用格式：周芳，郭芳，曾輝，等.靜止期牙周病大鼠牙齒移動后上下頜牙槽骨骨微結(jié)構(gòu)的差異[J].中國美容醫(yī)學(xué)，2020，29（7）：109-113.