綿羊創(chuàng)傷性顳下頜關節(jié)強直動物模型的特點及其分子機制初步研究.pdf

1、顳下頜關節(jié)強直（TMJA）是一種影響口腔顱頜面系統(tǒng)功能和形態(tài)的致殘性疾病，臨床表現(xiàn)為張口及咀嚼困難等，發(fā)生在青少年時可致小下頜畸形，嚴重影響患兒的身心健康。迄今，臨床上關于TMJA的治療方法不僅費時費力，而且療效不佳，術后易復發(fā)。多數(shù)臨床研究報道，外傷是引起TMJA最常見的誘因，而髁突矢狀骨折（SFMC）又是外傷中最常見的骨折類型。關于創(chuàng)傷性TMJA的學說很多，但目前無任何一種學說能解釋創(chuàng)傷性TMJA發(fā)生的機制，同樣，對于SFMC后易發(fā)

2、生創(chuàng)傷性TMJA也沒有統(tǒng)一的解釋。通過總結自己和前人的研究成果，我們課題組曾提出翼外?。↙PM）的收縮作用是引起創(chuàng)傷性TMJA發(fā)生的重要因素。我們知道，翼外肌的解剖結構，主要分為上下兩頭，絕大部分LPM肌纖維附著在關節(jié)翼肌窩，當發(fā)生SFMC后進行開口運動時，翼外肌作為主要的開口肌通過肌肉收縮作用將損傷的髁突內側骨折塊牽拉向內、下、前側。髁突矢狀骨折常伴有關節(jié)盤及關節(jié)窩的損傷和張口受限，進而引起創(chuàng)傷性TMJA的發(fā)生。但我們前期研究并未發(fā)生

3、創(chuàng)傷性TMJA。綜上所述，我們提出了新假說，在SFMC愈合過程中，由于反復的功能性開閉口運動，LPM作為開口肌反復收縮牽拉骨折塊，進而在髁突外側殘端和內側SFMC骨折塊之間發(fā)生類牽張成骨（DO）作用，從而導致SFMC骨折塊與外側殘端間形成大量新骨，進而使髁突形態(tài)明顯畸形及體積增大。同時，在升頜肌群的作用下使髁突外側骨折殘端通過破損的關節(jié)盤與損傷的關節(jié)窩直接接觸為TMJ外側骨橋的形成提供必要條件，加上翼外肌的牽拉作用使髁突矢狀骨折塊與外側

4、殘端之間形成大的空腔，血液充盈并機化。我們推測以上所有因素共同作用最終導致創(chuàng)傷性TMJA的發(fā)生。本研究共選取57只綿羊分成五個實驗如下：
　　實驗一、創(chuàng)傷性顳下頜關節(jié)骨性強直動物模型的建立
　　目的：通過模擬髁突矢狀骨折、關節(jié)盤和關節(jié)窩的損傷以及切斷翼外肌與否建立創(chuàng)傷性TMJ骨性強直動物模型。
　　方法：以14只綿羊為實驗動物(從001～014編號)，隨機均等分為12周和24周處死組。所有動物左側TMJ作為實驗組，模擬

5、SFMC(髁突矢狀骨折)、切除1/4關節(jié)盤并制造關節(jié)窩“井”字型損傷，隨后阻斷翼外肌功能；右側TMJ作為對照組，除保留翼外肌功能外，其它手術過程與實驗組相同。術后12周和24周分別處死7只動物，通過大體觀察及螺旋CT方法觀察關節(jié)復合體中關節(jié)間隙、上下關節(jié)面及髁突內外徑、前后徑等形態(tài)變化。
　　結果：與術前比較，術后12周、24周所有動物的開口度均不同程度降低，均有統(tǒng)計學差異（p均為0.000）。對照組（保留翼外肌功能）在關節(jié)外側均

6、發(fā)生了TMJ骨性強直，關節(jié)間隙變窄可見不規(guī)則鈣化影像，髁突呈內外向“Y”型分叉。與術前比較，術后12周和24周，實驗組（阻斷翼外肌功能）關節(jié)復合體形態(tài)無明顯變化，只發(fā)生纖維粘連。而術后12周、24周，對照組髁突內外徑及前后徑較實驗組明顯增大畸形（p均為0.000）。
　　結論：創(chuàng)傷性TMJ骨性強直動物模型成功建立，多創(chuàng)傷因素共同作用最終導致TMJ骨性強直的發(fā)生，翼外肌是創(chuàng)傷性TMJ骨強直發(fā)生的重要因素，翼外肌的作用使髁突骨折區(qū)形成

7、大量新骨，進而導致髁突畸形增大。
　　實驗二、顳下頜關節(jié)骨性強直CT影像學特征與最大開口度之間的相關性研究
　　目的：測量主動和被動最大開口度并分析其與顳下頜關節(jié)強直骨融合區(qū)三維CT影像學特征間的相關性。
　　方法：28只綿羊作為實驗動物，從001～028編號，隨機均等分為實驗組和對照組（實驗組14只綿羊用于動物模型的制備；對照組14只綿羊不做手術，只測量體重、主動及被動最大開口度）。術前、術后12周、24周分別測量體

8、重、主動和被動最大開口度，并進行螺旋CT掃描。實驗組的手術步驟同實驗一。統(tǒng)計學分析TMJ強直骨融合區(qū)的CT特征（包括在冠狀面、矢狀面及水平面上，分析骨性強直TMJ復合體骨融合區(qū)及髁突骨球的寬度、長度及面積，以及骨融合區(qū)的鈣化程度）與主動及被動最大開口度間的相關性。
　　結果：與對照組相比，術后12周及24周，實驗組動物均有不同程度張口受限，主動、被動最大開口度和極限感覺距離均明顯變?。╬均為0.000）。在實驗組中，與術前比較，術

9、后12周及24周，主動、被動最大開口度也均明顯變小，也均有統(tǒng)計學差異（p均為0.000）；相關性研究發(fā)現(xiàn)，螺旋CT水平面的骨融合面積均與主、被動最大開口度呈負相關（p均為0.000），水平面的骨融合面積是影響最大開口度的獨立因素(主動最大開口度和面積，12周:r=-0.940,p=0.000;24周:r=-0.952,p=0.000;被動最大開口度和面積，12周:r=-0.944;p=0.000;24周:r=-0.953;p=0.000

10、).
　　結論：創(chuàng)傷性顳下頜關節(jié)骨強直中，張口受限是診斷TMJ骨性強直的重要指標；水平面CT上的骨融合面積是評價TMJ骨性強直后開口度受限程度的重要指標，即骨融合區(qū)面積越大，最大開口度越小，TMJ骨性強直越嚴重。
　　實驗三、翼外肌在創(chuàng)傷性顳下頜關節(jié)骨性強直發(fā)生中的作用---影像學研究
　　目的：通過Micro-CT觀察翼外肌在SFMC(髁突矢狀骨折)后創(chuàng)傷性TMJ骨強直中的作用。
　　方法：以實驗一的動物標本作

11、為研究對象。通過顯微 CT觀察關節(jié)復合體形態(tài)和微觀結構，包括骨體積分數(shù)（BV/TV),骨小梁厚度（Tb.Th),骨小梁數(shù)量（Tb.N）,骨小梁間隙（Tb.SP）和骨小梁各向異性程度（DA）等骨微觀結構參數(shù)的變化。
　　結果：實驗組只有纖維粘連而對照組在關節(jié)外側發(fā)生了骨性強直，與實驗組比較，對照組所有關節(jié)標本的上下關節(jié)面新生骨呈鋸齒狀伸向關節(jié)間隙，且關節(jié)間隙變窄，內可見不規(guī)則鈣化影像，髁突呈內外向“Y”型分叉。術后12周及24周，對

12、照組髁突內外徑及前后徑較實驗組明顯增大。骨折區(qū)骨結構參數(shù)BV/TV,Tb.Th,Tb.N隨時間推移而增加，Tb.SP和DA呈降低趨勢，兩組比較均具有統(tǒng)計學差異（12周,BV/TV,Tb.Th, Tb.N,Tb.SP和DA分別為p=0.002,0.011,0.000,0.000,0.000;24周, BV/TV,Tb.Th,Tb.N, Tb.SP和DA分別為p=0.024,0.000,0.000,0.002,0.000），對照組骨折區(qū)新生

13、骨小梁的主要方向與翼外肌的收縮方向一致。實驗組各參數(shù)隨時間變化不明顯，新生骨小梁的主要方向與翼外肌的收縮方向不一致。
　　結論：翼外肌在髁突矢狀骨折后發(fā)生TMJ骨性強直過程中具有類牽張成骨作用，保留翼外肌功能組有更多新骨生成。
　　實驗四、翼外肌在創(chuàng)傷性顳下頜關節(jié)骨性強直發(fā)生中的作用---組織學研究
　　目的：通過組織學觀察LPM（翼外?。┰赟FMC(髁突矢狀骨折)后創(chuàng)傷性TMJ骨強直中的作用。
　　方法：實驗一

14、的標本作為研究對象。關節(jié)復合體通過冠狀面分為前中后三塊，取中間組織塊用5％過氧化苯甲酰聚合包埋，用硬組織切片機制備成25微米厚硬組織切片進行VG染色和麗春紅染色，通過組織學方法觀察關節(jié)復合體微觀解剖結構。
　　結果：術后12周，24周，對照組所有關節(jié)標本的上下關節(jié)面發(fā)生骨性粘連，均有新生骨呈鋸齒狀長入關節(jié)間隙，關節(jié)間隙內可見大量成軟骨細胞及軟骨基質，尤其在關節(jié)外側面可見大量新生軟骨、軟骨橋及新生軟骨化骨。冠狀面切片仍可見髁突呈內外

15、向“Y”型分叉，骨折區(qū)新生骨明顯增多，新生骨小梁整體趨向于某一方向,與翼外肌的收縮方向基本一致。隨時間推移，對照組關節(jié)間隙及骨折區(qū)新生骨越來越多，關節(jié)間隙越來越窄。實驗組關節(jié)間隙可見大量的纖維組織，未見新生軟骨細胞和軟骨基質，骨折區(qū)發(fā)生了改建趨近于正常。
　　結論：創(chuàng)傷性TMJ骨性強直的始發(fā)以軟骨化骨為主；翼外肌作用使SFMC區(qū)成骨活性增強，翼外肌具有類牽張成骨作用。
　　實驗五、翼外肌在創(chuàng)傷性顳下頜關節(jié)骨性強直發(fā)生中的作用

16、--分子生物學初步研究
　　目的：探討創(chuàng)傷性TMJ骨性強直中SFMC（髁突矢狀骨折）區(qū)的分子變化。
　　方法：以15只綿羊為實驗動物（從001~015編號），其中3只為空白對照，不做任何處理，分別于2、4和12周各處死1只動物。其它12只綿羊分組及手術步驟同實驗一，分別于術后2、4和12周各處死4只動物，通過RT-qPCR及免疫組化染色方法檢測成骨相關因子COL1（I型膠原）、OCN（骨鈣蛋白）及TGF-β1（轉化生長因子β

17、1）基因和蛋白水平差異。
　　結果：RT-qPCR定量分析：術后2、4和12周，對照組COL1, OCN及TGF-β1的mRNA表達量顯著高于實驗組（COL1:2周:p=0.008;4周:p=0.007;12周:p=0.001；TGF-β1和OCN:2周、4周和12周,p均為0.000）；隨時間變化，對照組TGF-β1和OCN的mRNA表達量呈上升趨勢（p均為0.000）；COL1 mRNA表達呈先上升后降低趨勢（p=0.000）

18、，而實驗組均呈先升高后降低（p=0.000）。免疫組化結果：術后2周、4周和12周，對照組SFMC區(qū)成骨細胞TGF-β1和COL1的表達量明顯高于實驗組（TGF-β1:2周:p=0.006;4周:p=0.000;12周:p=0.000;COL1:2周:p=0.000;4周:p=0.000;12周:p=0.001）；隨時間變化，對照組SFMC區(qū)成骨細胞TGF-β1和COL1的表達均增高（COL1:p=0.001;TGF-β1:p=0.00

19、3）；相反，成軟骨細胞COL1和TGF-β1的表達量隨時間變化呈降低趨勢（TGF-β1:p=0.000;COL1:p=0.000）。OCN的表達結果：術后2周、4周和12周，對照組較實驗組表達量也增高（2周:p=0.016;4周:p=0.004;12周：p=0.004）。隨時間推移，對照組逐漸增高（p=0.000），而實驗組呈先升高后降低趨勢（p=0.000）。
　　結論:翼外肌的類牽張成骨作用使骨折區(qū)成骨活性明顯增強，是發(fā)生創(chuàng)傷