纳米羟基磷灰石修复牙槽骨缺损后正畸牙齿移动的可行性研究

　　【摘要】 目的：观察牙齿在纳米羟基磷灰石(nHA)修复牙槽骨缺损组织中的移动及牙周组织中破骨细胞的表达情况，进一步了解牙齿移动过程中牙周组织的改建规律，探讨在nHA修复牙槽骨缺损后的组织中进行牙齿移动的可行性。方法：建立nHA修复兔牙槽骨缺损后的牙齿移动模型，测量牙齿移动的距离;制作组织学切片，对破骨细胞的表达进行分析。结果：同时间点破骨细胞计数在实验组与对照组的表达差异均无统计学意义。结论：在牙槽骨修复区域移动牙齿，其牙周组织改建规律与正常牙槽骨基本一致，提示nHA修复后的牙槽骨组织可以进行正畸牙齿移动。

　　【关键词】 纳米羟基磷灰石;正畸牙移动;牙槽骨缺损;破骨细胞

　　Feasibility of orthodontic tooth movement by nano-hydroxyapatite repairing of alveolar bone defect

　　ZHAO Gang,YIN Mengrong,LI Dechao，LI Baohua,JIANG Liyan

　　The College of Stomatology, Jiamusi University, Jiamusi 154002,China

　　Abstract：Objective：To observe the tooth movement after nano-hydroxyapatite (nHA)repairing of alveolar bone defect and the expression of osteoclasts in the periodontal tissue to have a better understanding of the remodeling of periodontal tissue and to explore the feasibility of the tooth movement in alveolar bone defect tissue repaired with nHA.Methods：We established the rabbit models of tooth movement after alveolar defect repairing, measured the distance of tooth movement and prepared HE histological sections and analyzed the expression of osteoclasts.Results：There was no significant difference in the osteoclast counts at the same time points between experimental group and control group.Conclusion：The alveolar bone repair area showed the periodontal tissue remodeling is basically consistent with that of the normal alveolar bone, suggesting that the bone repaired with nHA is suitable for orthodontic tooth movement.

　　Key words:nano-hydroxyapatite; orthodontic tooth movement; alveolar bone defect; osteoclast

　　nHA有很好的生物相容性、骨传导性, 无细胞毒性。它能促进成骨细胞的聚集、黏附及增殖,诱导、引导成骨[1,2]。这是牙槽骨缺损修复后正畸牙齿牙周组织改建的生物学基础。　　正畸牙齿移动的实质是伴有压力侧骨吸收和张力侧骨形成的牙周组织改建，而骨改建过程中，破骨细胞形成、活化是骨吸收的关键。本实验通过建立牙槽骨缺损修复后兔实验性牙齿移动模型，观察正畸牙移动过程中牙周组织的变化和破骨细胞的表达规律,探讨nHA修复牙槽骨缺损后牙移动的可行性。

　　1 材料与方法

　　1.1 实验材料

　　镍钛螺旋拉簧(3M);纳米羟基磷灰石(佳木斯大学材料学院提供);日本VolvereGX微型钻机(Nslmalamosjoomc/Japan);双目光学显微镜及其照像系统(Olympus,日本产);正畸专用测力计(长沙天美齿科器材厂生产);正畸专用细丝切断钳，持针器，结扎丝，手术器材(购于长沙天美齿科器材有限公司);动物固定装置(佳木斯大学动物实验中心提供)。

　　1.2 实验动物及分组

　　随机选取健康新西兰大耳白兔(佳木斯大学动物实验中心提供) 21只，重量2～3.5kg，分笼饲养，自由摄食、饮水，饲料为本校制造的普通块料。室温控制在25℃左右。随机分成7组:加力0d组，1d组,3d组,5d组,7d组、14d组及加力21d组,每组3只。加力组各组动物采用自身对照,右侧牙槽骨缺损修复侧为实验侧,左侧正常牙槽骨组织侧作为对照侧。

　　1.3 动物模型的建立

　　动物肌注麻醉，无菌条件下暴露下颌骨，用牙科钻在各组实验动物下颌右侧第一磨牙近中造成长×宽×深为5mm×3mm×8mm的牙槽骨缺损。在无菌条件下,以注射用水调和Nano-HA成面团状植入创区, 并严密缝合切开的粘骨膜瓣，术后给予3d抗生素。

　　在牙槽骨修复12周后，X射线观察骨缺损修复情况，然后对加力各组动物使用NSK慢钻以长柄金刚砂刃状车针将双侧下颌切牙和第一磨牙颈部磨小沟,以直径0.25mm结扎丝将两下颌切牙8字结扎,远中侧留圈,左、右两侧各将一根镍钛螺旋拉簧以结扎丝连于第一磨牙与同侧切牙之间,用正畸测力计测得力值80g,并以游标卡尺准确测得双侧第一磨牙与第二磨牙之间的初始距离。隔天加力一次,并严密监控兔的加力装置,若有损坏和脱落,及时给以修补。

　　1.4 实验动物标本处理

　　各组动物分别于第0，1，3，5，7，14,21d时处死。再次测量双侧第一磨牙与第二磨牙之间的距离，同原始数值比较得出每组动物牙齿实际移动距离;切取下颌骨组织(下颌磨牙区及其周围牙槽骨组织) ,常规制作HE组织切片。每个标本随机选取3张切片，在兔第一磨牙近中压力侧牙槽骨表面随机选取5个高倍镜视野，计数破骨细胞。

　　1.5 实验数据分析

　　数据用均数±标准差(x±s)表示,统计学处理应用SPSS 13.0for windows 软件包进行两样本均数比较t检验,并绘制图表。

　　2 结果

　　2.1 大体观察

　　牙槽骨缺损模型建立后，所有动物伤口无感染，愈合良好;安放正畸加力装置后，被移动牙齿附近及周围黏膜轻度充血发红，实验侧与对照侧第一、二磨牙之间均出现了肉眼可见的间隙，移动过程中，被移动牙齿出现轻微颊舌向松动。

　　2.2 牙齿移动距离

　　2.3 破骨细胞计数

　　在不同时间点，实验侧与对照侧破骨细胞计数比较，差异无统计学意义。两侧破骨细胞数目的增减随加力时间的增加呈现出相似的变化，加力5d后破骨细胞数目均显著升高，7d时破骨细胞数达到高峰，以后逐渐减少。统计学结果显示见表1。 表1 不同加力天数两侧压力区牙槽骨内破骨细胞计数比较(略)

　　3 讨论

　　3.1 本实验采用的观察时限

　　富建明、赵明朝[3]等通过组织学切片的组织量测定结果证实：nHA修复骨缺损的过程中，材料的降解与新生骨的生成相适应，随着新生骨的形成,材料被逐渐降解利用,新生骨的生成量与材料被吸收利用后的剩余量呈直线负相关，其实验中12周HE染色组织学切片光镜观察等可见,植入的Nano-HA材料随着骨的成熟而基本被利用,说明成骨较好。本实验通过颌骨修复12周后的组织学切片观察可见大量的骨陷窝、骨细胞及较规则的新生骨小梁，说明骨修复效果良好及骨正处于改建期，与以往实验结果相似;通过颌骨修复12周后活体X射线观察对比，可发现修复侧骨缺损区骨连续性良好，但密度稍低于正常对照侧骨组织，说明修复侧骨成熟度与正常骨组织比较仍存在一定差异。

　　3.2 牙齿移动的速率与破骨细胞之间的关系

　　本实验实验侧及对照侧牙齿移动距离的变化规律符合典型正畸牙齿移动的三个阶段：即瞬时移动期、滞缓期和持续移动期[4]。这与牙齿移动过程中破骨细胞的表达也相适应。受力初期，破骨细胞仅有少量表达，牙齿的瞬时移动主要是由于牙齿受力后牙周膜的弹性及厚度发生形变等因素，此时并无明显的骨吸收。破骨细胞的表达在第5天时显著增高，7天时达到高峰，在相应区域形成骨吸收陷窝，牙槽骨表面直接骨吸收。牙周组织中玻璃样变的组织被降解清除，牙齿进入持续移动。破骨细胞在表达高峰之后开始回落，骨吸收也逐渐减弱。本实验数据显示牙齿进入持续移动的时间点为第7天，略晚于破骨细胞显著增加的第5天，这是由于从破骨细胞出现到形成骨吸收陷窝，引发骨吸收，进而出现牙齿持续移动，是一个持续的过程，在时间上不是同步发生，有一定延迟;同时在玻璃样变组织降解清除前也会制约牙齿的移动。通过实验侧与对照侧同时间点移动距离的对比得知：实验侧牙齿移动的距离略大于对照侧，可能是实验侧骨缺损区域骨改建正在进行，骨组织密度低于正常骨组织，牙齿移动的骨阻力相对较小的原因;但同时间点破骨细胞计数比较，二者差异无统计学意义，提示nHA修复后的牙槽骨组织不会对牙齿移动造成不良影响。

　　【参考文献】

　　[1]谭葆春,杨明华.纳米材料在骨缺损治疗中的应用开发[J].国外医学:生物医学工程分册,2005,28(1):2729

　　[2]江捍平, 王大平,阮建明,等.纳米羟基磷灰石人工骨的生物相容性研究[J].中国现代医学杂志, 2005,15(10):14771480

　　[3]富建明，赵明朝.纳米羟基磷灰石修复兔颌骨缺损的组织学研究[J].现代口腔医学杂志,2008,22 (4):390391

　　[4]Pilon JJ,Kuijpers，Jagtman AM,et al.Magnitude of orthodontic forces and rate of bodily tooth movement:an experimental study in beagle dogs[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop,1996,110(1):1623