尉靜 左艷萍 苑迎嬌 劉亞非
Ⅲ類錯頜是臨床上較常見的一類錯頜畸形。其主要臨床表現(xiàn)為上頜后縮、下頜前突畸形,面中1/3凹陷以及前牙反牙頜。臨床治療中,對于骨性上頜發(fā)育不足的患者,常采用相應(yīng)的生長改良治療。目前對乳牙期牙性反頜主要使用簡易的頜墊舌簧矯治器解除反頜,但僅用機(jī)械力唇傾上前牙而對牙齒反頜進(jìn)行的糾正,并未對頜骨產(chǎn)生作用。我們在臨床中對頜墊矯治器進(jìn)行改良[1],在腭部矢狀方向置入擴(kuò)弓器以慢速擴(kuò)弓的力量施加矢狀方向擴(kuò)弓力,在臨床取得了滿意的效果。為了解上頜矢狀擴(kuò)弓后是否發(fā)生骨改建及其發(fā)生的部位,建立有效的動物模型是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)選擇新西蘭大白兔,模擬臨床上改良頜墊進(jìn)行矢狀方向擴(kuò)弓,報告如下。
1.1 動物分組 選擇8周齡健康新西蘭大白兔15只(河北醫(yī)科大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心提供),體重1.5~1.7 kg。所有動物單籠喂養(yǎng)觀察1周后納入本實(shí)驗(yàn),所有動物均進(jìn)食顆粒狀飼料,自由攝食飲水。15只處于生長發(fā)育期的新西蘭大白兔隨機(jī)分為2組:實(shí)驗(yàn)組8只,對照組7只。實(shí)驗(yàn)組新西蘭大白兔全天戴用自制的上頜矢狀擴(kuò)弓矯治器,對照組不做任何處理為自然生長組。實(shí)驗(yàn)過程中對動物處置符合2006年科學(xué)技術(shù)部發(fā)布的關(guān)于善待實(shí)驗(yàn)動物的指導(dǎo)性意見[2]。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 擴(kuò)弓裝置安放:使用3%戊巴比妥鈉以1 ml/kg的劑量對新西蘭大白兔進(jìn)行耳緣靜脈注射麻醉,在5~10 min麻醉成功后,使用烤軟的牙科用紅蠟片制作個別托盤,取上頜工作模型,使用超硬石膏灌注模型。用0.40 mm的澳絲在模型上彎制垂直曲上頜擴(kuò)弓矯治器。將麻醉后的動物仰臥固定于手術(shù)臺上,然后用慢速牙科電機(jī)安裝刃狀車針在0.9%氯化鈉溶液持續(xù)降溫的前提下,于上頜兩中切牙舌面緊貼齦緣的牙頸部各磨一深約0.2 mm的溝,每一面上的溝水平位于牙面同一水平處。隨后將擴(kuò)弓器的兩個游離臂末端向外回折插入第一、二磨牙鄰接點(diǎn)之下,用測力計(jì)測量(Dontrix,GAC International Inc.),打開垂直曲使其壓縮至實(shí)驗(yàn)初始位置時產(chǎn)生150 g的擴(kuò)張力。加力后將擴(kuò)弓器前部抵于切牙預(yù)備的舌側(cè)溝中,用光固化樹脂加固上頜磨牙頜面及切牙舌面。實(shí)驗(yàn)期間,實(shí)驗(yàn)組新西蘭大白兔全天戴用矯治器;對照組不做任何處理,為自然生長組。見圖1。
圖1 擴(kuò)弓裝置固定在大白兔口中照片
1.2.2 取材及標(biāo)本處理:所有動物于實(shí)驗(yàn)結(jié)束前7 d和處死前24 h分2次按25 mg/kg經(jīng)耳緣靜脈注射鹽酸四環(huán)素(鹽酸四環(huán)素針劑:為中國藥品生物制品檢定所所標(biāo)定的國家標(biāo)準(zhǔn)品。粉劑每支0.5g,鹽酸四環(huán)素純度0488-20000198.7%),擴(kuò)弓兩周后過量麻醉置死,取上頜組織(包括切牙、腭板和腭中縫),沿兩個切牙中間將上頜骨分為左右兩半,左側(cè)做HE染色觀察組織學(xué)變化,將切片在計(jì)算機(jī)彩色病理圖像采集與分析系統(tǒng)中,200倍光鏡下選擇上頜腭部區(qū)域,進(jìn)行成骨細(xì)胞計(jì)數(shù)。右側(cè)做不脫鈣骨磨片觀察四環(huán)素?zé)晒馊旧闆r,將骨磨片在OLYMPUSAX-80熒光顯微鏡下放大40倍觀察并拍攝照片,觀察上頜骨腭部的四環(huán)素標(biāo)記帶。應(yīng)用Metamorph Imaging System V4.5圖像分析軟件進(jìn)行四環(huán)素?zé)晒夥e分光密度測算。
2.1 一般情況 15只新西蘭大白兔除對照組一只由于麻醉制取上頜模型后未蘇醒,并確認(rèn)死亡,分析死亡原因可能與注入麻藥過快有關(guān),其余動物均正常存活。一般擴(kuò)弓裝置安裝第2天后新西蘭大白兔的進(jìn)食便恢復(fù)正常,體質(zhì)量也開始正常的增長。實(shí)驗(yàn)組大白兔擴(kuò)弓均非常成功,肉眼便可看出前牙覆蓋與對照組明顯的差別。見圖2、3。
圖2 實(shí)驗(yàn)組
圖3 對照組
2.2 組織學(xué)觀察 實(shí)驗(yàn)組HE染色見牽張區(qū)為以沿牽張方向排列的膠原纖維束為主,其中可見大量梭形成纖維細(xì)胞、未分化的間充質(zhì)細(xì)胞和橢圓形的成骨細(xì)胞聚集。上頜骨腭部骨邊緣成骨細(xì)胞增生活躍,呈帶狀聚集,成骨細(xì)胞的下方有少量類骨質(zhì)出現(xiàn)。同時部分區(qū)域亦可見少量多核的巨細(xì)胞,為破骨細(xì)胞,但成骨現(xiàn)象大于破骨,有新骨沉積,新生的骨組織骨小梁排列與加力方向一致;對照組的上頜骨腭部可見骨邊緣有不等量的成骨細(xì)胞和較為微弱的成骨活動,偶見破骨細(xì)胞,未發(fā)現(xiàn)有明顯的類骨質(zhì)存在。骨細(xì)胞計(jì)數(shù)分析顯示:實(shí)驗(yàn)組的成骨細(xì)胞數(shù)量為(27.0±5.904),對照組的成骨細(xì)胞計(jì)數(shù)為(17.5±3.619)。差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見圖4、5。
圖4 實(shí)驗(yàn)組上頜骨組織(HE×200)
圖5 對照組上頜骨組織(HE×200)
2.3 四環(huán)素?zé)晒鈽?biāo)記觀察 實(shí)驗(yàn)組由于矢狀方向擴(kuò)弓后新骨的沉積,可以在類骨基質(zhì)中看到沿牽張方向排列的高亮度散在的黃綠色熒光帶出現(xiàn)。同時,在血運(yùn)豐富及骨改建較好的區(qū)域,可以看到數(shù)條寬大熒光帶平行走行,說明在擴(kuò)弓過程中出現(xiàn)了較活躍的成骨活動。而空白對照組:由于自然生長,熒光標(biāo)記沉積帶較實(shí)驗(yàn)組稀少,可以看到較細(xì)窄的黃綠色熒光帶沉積。肉眼見強(qiáng)度及面積均不及實(shí)驗(yàn)組。經(jīng)四環(huán)素?zé)晒鈽?biāo)記積分光密度值(×106)定量分析可見:矢狀方向擴(kuò)弓后,實(shí)驗(yàn)組為(0.61±0.16),對照組熒光四環(huán)素標(biāo)記的積分光密度值為(0.34±0.08)。2組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見圖 6、7。
圖6 試驗(yàn)組的四環(huán)素?zé)晒鈳?/p>
圖7 對照組的四環(huán)素?zé)晒鈳?/p>
3.1 動物模型建立 本實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹粸榻⒁环N容易推廣和使用的上頜矢狀方向擴(kuò)弓的動物模型。新西蘭大白兔齒式為2(2 033/1 033)=28,門齒較大,且磨牙為多根牙,性情溫順,生長周期短,4~6個月可達(dá)到性成熟[3]。而且對飼養(yǎng)環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng),價格低廉,便于進(jìn)行口腔方面的操作。
本實(shí)驗(yàn)建立的動物模型要求能模擬臨床上24 h佩戴矯治器,所以擴(kuò)弓裝置應(yīng)固位穩(wěn)定不輕易滑脫,能保證實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的連續(xù)性及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性;且擴(kuò)弓裝置制作應(yīng)盡可能簡單,安裝過程中應(yīng)減小對動物的損傷,降低新西蘭大白兔的病死率??紤]到新西蘭大白兔切牙和磨牙的距離相對較遠(yuǎn),且可供安裝矯治裝置的腭部寬度相對狹窄,加力裝置安裝比較困難,且在咀嚼過程中隨著牙齒不斷被磨耗并向牙合向生長,使得上頜加力裝置容易滑脫,不能在口腔內(nèi)放置很長時間。經(jīng)反復(fù)預(yù)實(shí)驗(yàn)最終選擇用自制的垂直開大曲代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鎳鈦螺璜加力方法,使矯治器體積更小,力量不易衰減,能夠良好地模擬臨床改良牙合墊矯治器給切牙加力的過程,是本實(shí)驗(yàn)加力的關(guān)鍵裝置。有報道在腭中縫兩側(cè)用牙科渦輪鉆打孔后將擴(kuò)弓簧插入腭骨進(jìn)行擴(kuò)弓的動物實(shí)驗(yàn)方法[4],該方法需要術(shù)后進(jìn)行常規(guī)的肌注抗生素防止感染,感染率與病死率均較高,本實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛢H用粘接的方式將其固位,在實(shí)驗(yàn)過程中沒有動物由于實(shí)驗(yàn)因素而死亡,而且通過對動物體重量和精神狀態(tài)等的觀察,表明實(shí)驗(yàn)組動物能很快適應(yīng)。
3.2 動物模型評價 研究結(jié)果表明,機(jī)械力可以打破成骨和破骨的穩(wěn)態(tài)[5]。Gabbay等[6]研究表明機(jī)械力對成骨細(xì)胞的增殖活性、細(xì)胞外形和附著以及表型蛋白表達(dá)和功能有重要的影響。實(shí)驗(yàn)組動物組織學(xué)觀察顯示:戴用矯治器兩周后,實(shí)驗(yàn)組上頜骨腭部出現(xiàn)新骨形成反應(yīng),其中靠近上頜切牙的牙根處更明顯??赡苁怯捎诔C治器的力量直接施加在上頜切牙上,即矯治器以磨牙為支持,施力的終端位于切牙部位。導(dǎo)致上頜切牙的牙根處新骨形成更活躍。與對照組相比,實(shí)驗(yàn)組成骨細(xì)胞數(shù)量增多,且形態(tài)呈典型的立方狀,出現(xiàn)了少量的類骨質(zhì),成骨反應(yīng)活躍。四環(huán)素?zé)晒鈽?biāo)記顯微鏡觀察也顯示實(shí)驗(yàn)組上頜骨腭部有大量黃綠色熒光帶沉積,熒光強(qiáng)度較強(qiáng),面積較大,多平行于牽張方向,說明擴(kuò)弓區(qū)內(nèi)有活躍的新骨形成,是在機(jī)械力的作用下由細(xì)胞增殖、分化形成的新骨。而空白對照組沒有施加機(jī)械力,由于自然生長,有較弱的成骨現(xiàn)象。
總之,實(shí)驗(yàn)建立的擴(kuò)弓方式可以引起上頜骨的骨改建。上頜骨矢狀方向擴(kuò)弓后,經(jīng)四環(huán)素標(biāo)記帶和HE染色可直觀的反映出來上頜骨腭部的骨組織增生,從而促進(jìn)上頜骨的生長改建。綜上所述,該擴(kuò)弓實(shí)驗(yàn)動物模型科學(xué)合理、操作簡單、接近臨床,不需要繁瑣步驟,對動物無創(chuàng)等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)過程中擴(kuò)弓裝置的脫落率極低,不會造成實(shí)驗(yàn)步驟的反復(fù),從而保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。可以廣泛用于上頜骨矢狀方向擴(kuò)弓方面的研究。
1 劉亞非,牛小雷,左艷萍.改良牙合墊舌簧矯治器矯治乳牙反牙合的臨床體會.現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志,2008,22:344.
2 The Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of China.Guidance Suggestions for the Care and Use of Laboratory Animals.2006-09-30.
3 陳主初,吳端生主編.實(shí)驗(yàn)動物學(xué).第1版.長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2003.85-88.
4 Lee K,Sugiyama H,Imoto S,et al.Effects of Bisphosphonate on the remodelong of rat sagittal suture after rapid expamsion.Angle Orthod,2001,71:265-273.
5 苗毅,王林,張衛(wèi)兵,等.機(jī)械擴(kuò)張力作用下小鼠腭中縫成骨與破骨的研究.口腔醫(yī)學(xué),2009,29:169-173.
6 Gabbay JS,Zuk PA,Tahernia A,et al.In vitro microdistraction of pre-osteoblasts:distraction promotes proliferation and oscillation promotesdifferentiation.Tissue Eng,2006,12:3055-3065.