下頜持續(xù)前導(dǎo)后生長期兔下頜髁突軟骨內(nèi)成骨機制的研究.pdf

1、第一部分下頜持續(xù)前導(dǎo)后下頜髁突的適應(yīng)性改建安氏Ⅱ類錯()約占錯()畸形患者的20％-30％，此類患者面型較差，要求矯治的愿望也更強烈。采用功能性矯治器引導(dǎo)下頜改變位置，進而改變口頜系統(tǒng)的功能，刺激頜骨及肌肉產(chǎn)生適應(yīng)性改建，是矯治青春高峰期及高峰前期骨性下頜后縮畸形常用的臨床治療方案。國內(nèi)外學(xué)者對其矯治機理和矯治效果等進行了大量臨床和實驗研究，對于能否刺激下頜髁突的生長，學(xué)者們尚有爭議。為了了解下頜持續(xù)前導(dǎo)后對髁突組織的影響，本研究首先模

2、擬臨床功能性矯治器，建立兔下頜持續(xù)前導(dǎo)的動物模型，通過形態(tài)學(xué)觀察，硬組織熒光染色和骨組織形態(tài)計量學(xué)的測量，從不同角度反映下頜髁突的變化，探討頜骨生物力學(xué)變化與下頜骨組織改建的關(guān)系。 實驗一選擇8周齡健康日本大耳白兔24只，隨機分為實驗組(n=12)和對照組(n=12),實驗組麻醉后分別在顴弓前部，下頜角上，下切跡及接近頦部處的骨質(zhì)植入四顆鈦釘，戴用矯治器前后分別拍攝兔頭部x線側(cè)位片，實驗組動物戴的是自制統(tǒng)一規(guī)格的上頜固定功能矯治

3、器。功能性矯治器主要由斜面導(dǎo)板和固位裝置組成，使下頜持續(xù)前導(dǎo)，24小時戴用。對照組不戴矯治器。于實驗后的3d、1周、2周、4周、8周及12周時分別處死2只實驗組和2只對照組動物。右側(cè)髁突經(jīng)固定及脫鈣后，制成石蠟標(biāo)本，切片，行HE染色，顯微鏡觀察；左側(cè)髁突進行掃描電鏡觀察。 結(jié)果顯示，實驗各組動物均出現(xiàn)了下頜向前和向下的位移。在對照組中，從3d組到2周組，髁突各層逐漸變薄，在2周后漸趨穩(wěn)定。髁突表面平整光滑，其表面覆有一薄層均勻完

4、整凝膠狀物質(zhì)。實驗組中，3d組時，髁突軟骨較對照組薄，1周后，髁突軟骨各層開始逐漸增厚，特別是髁突中后斜面的增殖層，4周時髁突軟骨最厚，特別是過渡層和肥大層細胞增加，8周時髁突軟骨各層逐漸變薄。實驗3d組和1周組中，髁突前斜面接近頂部的凝膠樣物質(zhì)卷曲成束或顆粒狀，其它部位的凝膠樣物質(zhì)仍均勻覆蓋。2周后，髁突前斜面凝膠樣物質(zhì)略有減少，隨后髁突表面逐漸恢復(fù)正常。 實驗二選擇8周齡日本大耳白兔40只，隨機分為實驗組(n=24)和對照組

5、(n=16)，實驗組戴矯治器，對照組不戴矯治器。在實驗開始當(dāng)天，處死前7天和1天分別肌肉注射鹽酸四環(huán)素，鈣黃綠素和二甲基酚橙。于實驗后的2周、4周、8周及12周時分別處死6只實驗組和4只對照組動物。左側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)標(biāo)本做硬組織切片，HE染色，甲苯胺蘭染色和三色染色，進行骨組織形態(tài)計量學(xué)的測量。 用骨組織形態(tài)計量學(xué)測量軟骨下區(qū)和中心區(qū)的骨靜態(tài)參數(shù)(BV/TV、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp)和動態(tài)參數(shù)(MiAR，I.Ob和OS)顯

6、示，在軟骨下區(qū)，從2w組到12w組，實驗組BV/TV、Tb.Th、MiAR、I.Ob和OS均較對照組增高，Tb.Sp則表現(xiàn)為比正常對照組減低，各組間均有顯著性差異(P＜0.05)，而Tb.N較對照組無明顯差異(P＞0.05)；中心區(qū)骨靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)各組間均無顯著性差異(P＞0.05)。 兔下頜持續(xù)前導(dǎo)動物模型是比較理想的研究功能性矯治器的動物模型，下頜髁突通過軟骨細胞的增殖，骨組織的新生，促進軟骨內(nèi)成骨，實現(xiàn)適應(yīng)性改建。同時

7、髁突的適應(yīng)性改建存在明顯的區(qū)域差異，這可能與髁突受力后生物力學(xué)環(huán)境的變化有關(guān)。 第二部分下頜持續(xù)前導(dǎo)后髁突軟骨BMP/Smads信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的改變和意義骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bonemorphogeneticproteins，BMPs)是最重要的骨生長因子，在骨及軟骨的修復(fù)，成骨細胞和破骨細胞的分化，增殖過程中發(fā)揮著極其重要的作用，同時BMPs的細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)系統(tǒng)將這些信號傳遞到細胞核內(nèi)而起到重要的調(diào)節(jié)作用。我們發(fā)現(xiàn)下頜持續(xù)前導(dǎo)可以刺

8、激髁突軟骨增生，加快軟骨內(nèi)骨化。BMPs及其信號傳導(dǎo)系統(tǒng)與髁突改建的關(guān)系尚不清楚。因此，我們通過觀察BMP-2以及它們細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)的重要介質(zhì)Smads蛋白與下頜前導(dǎo)后適應(yīng)性改建的關(guān)系，對功能性矯治器的機理進行探討8周齡日本大耳白兔60只，實驗組(n=36)和對照組(n=24)。實驗后的3d、1周、2周、4周、8周及12周時分別處死6只實驗組和4只對照組動物。取右側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)標(biāo)本，脫鈣，制成石蠟標(biāo)本。采用超敏S-P免疫組織化學(xué)檢測兔髁突

9、中BMP-2，Smad1/5、4、6的表達情況，并對其表達進行灰度測定，用t檢驗和單因素方差分析對灰度值進行統(tǒng)計學(xué)分析。 結(jié)果顯示，BMP-2、Smad1/5、4、6主要在髁突軟骨過渡層和肥大層軟骨細胞中表達，鈣化層的軟骨細胞和成骨細胞中也可見BMP-2、Smad1/5、4、6的表達。實驗組兔髁突軟骨BMP-2、Smad1/5、4、6的表達強度均高于同期對照組(P＜0.05)，與髁突組織改建的活躍程度同步。 BMPs的生

10、物效應(yīng)必須通過其下游的信號傳導(dǎo)分子Smads將信號由胞漿向核內(nèi)傳遞，作用于相應(yīng)靶基因才能發(fā)揮其功效。下頜持續(xù)前導(dǎo)后，BMP-2和Smad1/5、4、6明顯上調(diào)，與下頜髁突骨組織改建關(guān)系密切。Smad1/5、4、6作為BMPs的細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)分子，可能參與了機械力學(xué)信號向生物學(xué)效應(yīng)的轉(zhuǎn)變，在促進了髁突的軟骨內(nèi)成骨過程中發(fā)揮了重要作用。 第三部分下頜持續(xù)前導(dǎo)后髁突血管生成素改變和意義骨組織生長或適應(yīng)性改建有賴于新生血管的形成與分布，

11、血管生成素家族對于血管生成、成熟、重塑和維持的作用近年才得以發(fā)現(xiàn)。它們與腫瘤、炎癥的血管發(fā)生有密切關(guān)系。但是有關(guān)血管生成素是否在髁突軟骨表達以及在骨組織改建中的作用尚不明確。動物模型和分組同第二部分。采用超敏S-P免疫組織化學(xué)檢測兔髁突中Ang-1和Ang-2的表達情況，并對其表達進行灰度測定，用t檢驗和單因素方差分析對灰度值進行統(tǒng)計學(xué)分析。 在對照組髁突中，除纖維層外，其余四層均可見Ang-1和Ang-2陽性表達，隨著軟骨細胞

12、的成熟，Ang-1和Ang-2的表達增強，在實驗組中，Ang-1和Ang-2Ang-1表達自3天開始上調(diào)，以髁突后部的肥大層尤為顯著，2周時的表達最強，而Ang-2表達也自3天開始上調(diào)，以鈣化層增強最為顯著，到4周時表達最強，隨后兩者逐漸減弱，實驗各組染色灰度值均較相應(yīng)對照組低(P＜0.05)。 骨組織生長或適應(yīng)性改建有賴于新生血管的形成與分布，下頜持續(xù)前導(dǎo)后Ang-1和Ang-2表達在時間和部位上的變化，提示在軟骨內(nèi)成骨過程中

13、誘導(dǎo)新生血管作用增強，為髁突的適應(yīng)性改建提供了必需的條件。 第四部分下頜持續(xù)前導(dǎo)后髁突凋亡相關(guān)基因Bcl-2和Bax的改變和意義細胞凋亡是在基因調(diào)控下的細胞主動性死亡，是在一系列基因作用下所引起的生理性過程，是機體維持正常情況所必需。很多基因參與了凋亡的調(diào)控，包括Bcl-2和Bax等。本實驗的目的在于探討下頜持續(xù)前導(dǎo)后軟骨細胞Bcl-2和Bax的改變，了解凋亡與髁突適應(yīng)性改建的關(guān)系。動物模型和分組同第二部分。采用超敏S-P免疫組

14、織化學(xué)檢測兔髁突中Bcl-2和Bax的表達情況，并對其表達進行灰度測定，用t檢驗和單因素方差分析對灰度值進行統(tǒng)計學(xué)分析。 對照組髁突除了纖維層外，其余四層均可見Bcl-2陽性表達，過渡層和肥大層表達最強。而Bax表達在過渡層，肥大層和礦化層，肥大層表達最強，而纖維層和增殖層是陰性表達，Bcl-2/Bax比值小于1。在實驗組中，Bcl-2和Bax的表達自3天開始上調(diào)，Bax于1周表達最強，Bcl-2在4周時的表達最強，以髁突髁突中