下頜持續(xù)前導(dǎo)后生長(zhǎng)期兔下頜髁突軟骨內(nèi)成骨機(jī)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(cuò)()約占錯(cuò)()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(qiáng)烈。采用功能性矯治器引導(dǎo)下頜改變位置，進(jìn)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(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其矯治機(jī)理和矯治效果等進(jìn)行了大量臨床和實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)于能否刺激下頜髁突的生長(zhǎng)，學(xué)者們尚有爭(zhēng)議。為了了解下頜持續(xù)前導(dǎo)后對(duì)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(dòng)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(jì)量學(xué)的測(cè)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(shí)驗(yàn)一選擇8周齡健康日本大耳白兔24只，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(n=12)和對(duì)照組(n=12),實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)組動(dòng)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(shí)戴用。對(duì)照組不戴矯治器。于實(shí)驗(yàn)后的3d、1周、2周、4周、8周及12周時(shí)分別處死2只實(shí)驗(yàn)組和2只對(duì)照組動(dòng)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(jìn)行掃描電鏡觀察。 結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)各組動(dòng)物均出現(xiàn)了下頜向前和向下的位移。在對(duì)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(shí)驗(yàn)組中，3d組時(shí)，髁突軟骨較對(duì)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(shí)髁突軟骨最厚，特別是過渡層和肥大層細(xì)胞增加，8周時(shí)髁突軟骨各層逐漸變薄。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)二選擇8周齡日本大耳白兔40只，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(n=24)和對(duì)照組

5、(n=16)，實(shí)驗(yàn)組戴矯治器，對(duì)照組不戴矯治器。在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)后的2周、4周、8周及12周時(shí)分別處死6只實(shí)驗(yàn)組和4只對(duì)照組動(dòng)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(jìn)行骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)的測(cè)量。 用骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)測(cè)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(dòng)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(shí)驗(yàn)組BV/TV、Tb.Th、MiAR、I.Ob和OS均較對(duì)照組增高，Tb.Sp則表現(xiàn)為比正常對(duì)照組減低，各組間均有顯著性差異(P＜0.05)，而Tb.N較對(duì)照組無明顯差異(P＞0.05)；中心區(qū)骨靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)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(dòng)物模型是比較理想的研究功能性矯治器的動(dòng)物模型，下頜髁突通過軟骨細(xì)胞的增殖，骨組織的新生，促進(jìn)軟骨內(nèi)成骨，實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性改建。同時(shí)

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(hào)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(zhǎng)因子，在骨及軟骨的修復(fù)，成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的分化，增殖過程中發(fā)揮著極其重要的作用，同時(shí)BMPs的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)將這些信號(hào)傳遞到細(xì)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(hào)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(xì)胞內(nèi)信號(hào)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(duì)功能性矯治器的機(jī)理進(jìn)行探討8周齡日本大耳白兔60只，實(shí)驗(yàn)組(n=36)和對(duì)照組(n=24)。實(shí)驗(yàn)后的3d、1周、2周、4周、8周及12周時(shí)分別處死6只實(shí)驗(yàn)組和4只對(duì)照組動(dòng)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(cè)兔髁突

9、中BMP-2，Smad1/5、4、6的表達(dá)情況，并對(duì)其表達(dá)進(jìn)行灰度測(cè)定，用t檢驗(yàn)和單因素方差分析對(duì)灰度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(xì)胞中表達(dá)，鈣化層的軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞中也可見BMP-2、Smad1/5、4、6的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)組兔髁突軟骨BMP-2、Smad1/5、4、6的表達(dá)強(qiáng)度均高于同期對(duì)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(hào)傳導(dǎo)分子Smads將信號(hào)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(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)分子，可能參與了機(jī)械力學(xué)信號(hào)向生物學(xué)效應(yīng)的轉(zhuǎn)變，在促進(jìn)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(zhǎng)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(duì)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(dá)以及在骨組織改建中的作用尚不明確。動(dòng)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(cè)兔髁突中Ang-1和Ang-2的表達(dá)情況，并對(duì)其表達(dá)進(jìn)行灰度測(cè)定，用t檢驗(yàn)和單因素方差分析對(duì)灰度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 在對(duì)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(dá)，隨著軟骨細(xì)胞

12、的成熟，Ang-1和Ang-2的表達(dá)增強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)組中，Ang-1和Ang-2Ang-1表達(dá)自3天開始上調(diào)，以髁突后部的肥大層尤為顯著，2周時(shí)的表達(dá)最強(qiáng)，而Ang-2表達(dá)也自3天開始上調(diào)，以鈣化層增強(qiáng)最為顯著，到4周時(shí)表達(dá)最強(qiáng)，隨后兩者逐漸減弱，實(shí)驗(yàn)各組染色灰度值均較相應(yīng)對(duì)照組低(P＜0.05)。 骨組織生長(zhǎng)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(dá)在時(shí)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(qiáng)，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(xì)胞凋亡是在基因調(diào)控下的細(xì)胞主動(dòng)性死亡，是在一系列基因作用下所引起的生理性過程，是機(jī)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(shí)驗(yàn)的目的在于探討下頜持續(xù)前導(dǎo)后軟骨細(xì)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(dòng)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(cè)兔髁突中Bcl-2和Bax的表達(dá)情況，并對(duì)其表達(dá)進(jìn)行灰度測(cè)定，用t檢驗(yàn)和單因素方差分析對(duì)灰度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 對(duì)照組髁突除了纖維層外，其余四層均可見Bcl-2陽性表達(dá)，過渡層和肥大層表達(dá)最強(qiáng)。而Bax表達(dá)在過渡層，肥大層和礦化層，肥大層表達(dá)最強(qiáng)，而纖維層和增殖層是陰性表達(dá)，Bcl-2/Bax比值小于1。在實(shí)驗(yàn)組中，Bcl-2和Bax的表達(dá)自3天開始上調(diào)，Bax于1周表達(dá)最強(qiáng)，Bcl-2在4周時(shí)的表達(dá)最強(qiáng)，以髁突髁突中