雷尼酸鍶對大鼠上頜快速擴弓影響的實驗研究

孔超　王旭霞　汪倩倩　韓媛媛　趙姝亞　張君，3

1.山東大學口腔醫(yī)學院正畸教研室；2.口腔頜面外科教研室；3.山東省口腔組織再生重點實驗室，濟南 250012

雷尼酸鍶對大鼠上頜快速擴弓影響的實驗研究

孔超1王旭霞2，3汪倩倩1韓媛媛1趙姝亞1張君1，3

1.山東大學口腔醫(yī)學院正畸教研室；2.口腔頜面外科教研室；3.山東省口腔組織再生重點實驗室，濟南 250012

目的探討雷尼酸鍶對大鼠上頜快速擴弓的影響。方法36只6周齡雄性Wistar大鼠，隨機分為3組，空白對照（A）組、擴弓（B）組、擴弓并給藥雷尼酸鍶（C）組，每組12只。A組不擴弓，也不給藥雷尼酸鍶；B、C組用雙眼圈簧擴弓器擴弓，力值1 N；C組擴弓開始即每天定時給藥雷尼酸鍶（600 mg·kg-1）。實驗第4、7、10天分批處死大鼠，測量上頜寬度，并對大鼠腭中縫進行組織學觀察和成骨細胞計數(shù)。結果擴弓結束后，A組大鼠上頜寬度無明顯變化（P＞0.05），B、C組上頜寬度較擴弓前均增加（P＜0.05），而B、C兩組間的上頜寬度無明顯差異（P＞0.05）。組織學觀察，A組腭中縫見少量紅染的纖維組織，可見間充質(zhì)樣細胞、軟骨細胞及成骨細胞。B、C組腭中縫處見較多紅染的纖維組織，成纖維細胞、軟骨細胞增多，腭中縫近骨邊緣處多見成骨細胞；C組成骨細胞計數(shù)多于B組。結論上頜快速擴弓可開大發(fā)育期大鼠腭中縫，增加上牙弓及上頜寬度；雷尼酸鍶可以促進大鼠上頜快速擴弓時腭中縫處成骨細胞分化，加速新骨形成及骨質(zhì)沉積鈣化，減少復發(fā)。

雷尼酸鍶；上頜快速擴弓；成骨細胞

雷尼酸鍶常用于防治絕經(jīng)后婦女骨質(zhì)疏松癥，可減少骨折發(fā)生。研究［7-8］表明，雷尼酸鍶不但可減少骨質(zhì)吸收，還能加速骨沉積礦化。本研究旨在通過大鼠上頜快速擴弓并給藥雷尼酸鍶來評估該藥對上頜快速擴弓的影響，為臨床上維持上頜快速擴弓效果，縮短保持時間，減少復發(fā)提供實驗基礎。

1　材料和方法

1.1實驗動物

36只6周齡雄性Wistar大鼠（山東大學實驗動物中心提供），體重（150±10）g。大鼠在25 ℃恒溫環(huán)境下分養(yǎng)在鼠籠中，接受12 h周期性光照，給予足量軟質(zhì)鼠糧及新鮮飲水，生活環(huán)境安靜。

1.2實驗方法

1.2.1實驗分組36只大鼠隨機分成3組，空白對照（A）組、擴弓（B）組、擴弓并給藥雷尼酸鍶（C）組，每組各12只。A組不加力擴弓，也不給藥；B、C兩組主動加力擴弓，力值為1 N，C組自擴弓開始即給藥雷尼酸鍶。

1.2.2各組處理方法建立上頜擴張大鼠模型。B、C兩組大鼠腹腔注射2%氯胺酮鹽酸鹽（2 mL·kg-1）麻醉，制作個別托盤，瓊脂聯(lián)合藻酸鹽制取大鼠上頜印模，灌超硬石膏模型，采用0.355 6 mm澳絲在石膏模型上彎制雙眼圈簧擴弓器。實驗開始當天，同樣方法獲得大鼠上頜模型以測量上頜寬度，B、C組戴入雙眼圈簧擴弓器。為減少擴弓造成的磨牙頰傾對測量結果的影響，采用游標卡尺測量模型兩側(cè)第一磨牙腭側(cè)齦緣間的寬度作為上頜寬度值，每只大鼠測量兩次取平均值。擴弓器末端回折分別插入左右兩側(cè)第一、二磨牙鄰接點之下。采用光固化樹脂將擴弓裝置粘接在大鼠磨牙舌側(cè)輔助固位擴弓器上，并用樹脂將兩側(cè)磨牙分別連成一整體。用測力計（杭州奧索醫(yī)療器械有限公司）測得初始擴弓力值為1 N。每3 d取下擴弓器加力1次，保持力值1 N。操作期間保證大鼠處于溫暖環(huán)境。實驗第4、7、10天，取下大鼠上頜模型測量上頜寬度。

將雷尼酸鍶（天津施維雅醫(yī)藥研發(fā)公司）溶于水，C組大鼠加力后每天定時按600 mg·kg-1劑量灌胃給藥，A、B兩組同時灌胃等量水。實驗期間，每天定時監(jiān)測大鼠體重、生活狀況以及擴弓器穩(wěn)定性。實驗中處置動物符合《關于善待實驗動物的指導意見》。

1.2.3組織學觀察實驗第4、7、10天，每組每批次隨機選取4只大鼠，腹腔注射稍過量水合氯醛麻醉大鼠，4%多聚甲醛內(nèi)固定后解剖分離出上頜組織，置于4%多聚甲醛緩沖液中，4 ℃恒溫外固定24 h。手術修剪獲得腭部組織，4 ℃恒溫10%乙二胺四乙酸溶液中脫鈣3個月（每3 d換1次脫鈣液）。脫鈣完成后，樣本用分級乙醇脫水，二甲苯清洗，石蠟包埋，制備成5 μm厚切片用于蘇木精-伊紅（hematoxylineosin，HE）常規(guī)染色，觀察腭中縫的組織學變化。

1.2.4成骨細胞計數(shù)每只大鼠的腭中縫切片隨機選取5個清晰鏡下視野（放大200倍），技術人員計數(shù)每個視野的成骨細胞，每個視野先后計數(shù)2次，2次間隔1周，取平均計數(shù)作最終計數(shù)。

1.3統(tǒng)計學方法

應用SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)處理，統(tǒng)計方法采用兩因素析因設計方差分析，LSD法比較組間差異。檢驗水準為雙側(cè)α=0.05。

2　結果

實驗期間，3組大鼠均未出現(xiàn)感染、體重明顯下降等意外情況，符合實驗要求，全部納入實驗。3組大鼠的體重變化情況見圖1:A組大鼠體重穩(wěn)步增加，B、C兩組在實驗第2、3天下降，第4天起開始穩(wěn)步增長。整個實驗期間，A組大鼠平均體重與B、C兩組的差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），而B、C兩組間的差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

3組大鼠的上頜寬度測量結果見表1。實驗期間，A組大鼠腭中縫寬度無明顯變化（P＞0.05）；擴弓力作用下，B、C兩組大鼠腭中縫開大，上頜寬度較加力前均增寬（P＜0.05），且均大于A組（P＜0.05），但B、C兩組間腭中縫寬度的變化無明顯差異（P＞0.05）。

圖1　實驗期間3組大鼠體重變化Fig　1　Body weight changes of rats in the three groups during the experimental period

3組大鼠腭中縫組織學觀察結果見圖2。A組腭中縫處見相對少量的軟骨細胞和成骨細胞，有少量紅染的纖維組織，其間可見間充質(zhì)樣細胞。B、C兩組腭中縫可見形態(tài)大小不同、數(shù)量不等的軟骨細胞；腭中縫近骨邊緣處骨質(zhì)齒狀不齊，可見數(shù)量不等散在或帶狀分布的成骨細胞，多呈矮柱狀；部分成骨細胞周圍可見類骨質(zhì)；同時可見紅染的纖維組織，血管充血和組織水腫，成纖維細胞增多，多呈梭形。

表1　實驗期間3組大鼠上頜寬度變化Tab　1　The width changes of rats' upper jaw in the three groups during experimental period　mm，x±s

圖2　3組大鼠腭中縫的組織學觀察　HE　× 200Fig　2　Histological observation of rats' frontal section of the mid-palatal suture in three groups　HE　× 200

A組大鼠在觀測4、7、10 d時腭中縫組織切片的成骨細胞計數(shù)分別為10.5±3.3、 11.0±2.7、9.5± 3.8，B組在觀測4、7、10 d時的成骨細胞計數(shù)分別為13.5±4.3、18.0±5.4、17.5±4.9，C組在觀測4、7、10 d時的成骨細胞計數(shù)分別為14.0±3.7、23.5±3.9、24.5±4.4。B、C組成骨細胞數(shù)均較A組明顯增多，除第4天B、C組間無明顯差異外，第7、10天C組成骨細胞數(shù)也明顯高于B組。

3　討論

常規(guī)的固定矯治通常在上頜擴弓后開始，擴弓后的口內(nèi)保持裝置體積較大，不但給患者帶來諸多不適，還會影響常規(guī)固定矯治的效果［13］。骨改建的實質(zhì)是成骨細胞成骨與破骨細胞破骨間的平衡被打破，成骨大于破骨，而機械力作用可打破成骨與破骨間的平衡［14-15］。綜上，加速擴弓后腭中縫處的新骨沉積鈣化，減少骨質(zhì)吸收，增加新骨抗壓性，對維持擴弓效果有益，可縮短保持時間，最大程度地減少復發(fā)；同時有利于常規(guī)固定矯治的順利進行。

目前，國內(nèi)外專家對上頜快速擴弓相關方面的關注多集中在擴弓生物力學研究，錯畸形擴弓的回顧性研究分析，單純動物擴弓研究等方面；對于藥物結合擴弓的相關報道并不多見。雷尼酸鍶不但可以減少骨吸收，還能夠加速骨沉積礦化［8-9］，為本實驗將擴弓與給藥雷尼酸鍶相結合提供了基礎。

Haas［16］認為，隨著年齡的增加，擴弓開大腭中縫的效果逐漸變差，擴弓后也較易復發(fā)。臨床上，處于生長發(fā)育期的兒童上頜橫向發(fā)育不足，多采用功能性擴弓矯治開大腭中縫，增加上牙弓、上頜骨寬度，獲得較穩(wěn)定的擴弓效果。成人生長發(fā)育已停止，單純擴弓矯治效果往往較差［17］，故本實驗選用6周齡處于生長發(fā)育期的Wistar大鼠觀察擴弓效果。

研究［2］表明，牙支持式快速擴弓與牙—骨支持式快速擴弓對上頜橫向發(fā)育不足均有較好的矯治效果，這為本實驗動物模型的建立提供了理論基礎。本實驗采用雙眼圈簧擴弓器進行擴弓，初戴入擴弓器后，B、C組在實驗第2、3天體重下降，出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是因為B、C組口內(nèi)初戴擴弓矯治器時不舒適，影響進食，其后逐漸適應擴弓器，進食恢復，因此第4天開始體重恢復并穩(wěn)步增長，與其他研究［18-19］觀察到的現(xiàn)象相似。

本實驗縱向觀察發(fā)現(xiàn)，實驗期間A組大鼠上頜寬度無明顯變化，可排除生長因素對測量結果的影響，B、C組大鼠上頜寬度有明顯變化（P＜0.05）；橫向觀察發(fā)現(xiàn)，3個觀測點B、C組大鼠上頜寬度均大于A組（P＜0.05），說明主動加力擴弓可較好地擴大處于生長發(fā)育期大鼠的腭中縫，增寬上牙弓及上頜骨的寬度，為正畸臨床矯治牙弓橫向不調(diào)提供了良好的動物實驗基礎；而B、C兩組大鼠上頜寬度無明顯差異（P＞0.05），說明給藥雷尼酸鍶對開大腭中縫沒有特殊意義。

組織學觀察，A組大鼠腭中縫處見少量的軟骨細胞及成骨細胞，有較弱的成骨，可見少量紅染的纖維組織，其間亦可見間充質(zhì)樣細胞。B、C兩組大鼠腭中縫兩側(cè)見數(shù)量不等的軟骨細胞，排列方向與擴弓力基本一致，說明擴弓力可誘導軟骨細胞增殖分化；腭中縫近骨邊緣處見數(shù)量不等的成骨細胞，周圍骨質(zhì)齒狀不齊，部分成骨細胞周圍見類骨質(zhì)，說明擴弓力亦可誘導成骨細胞增殖分化，誘導成骨。B、C兩組腭中縫處可見大量的間質(zhì)細胞，紅染的纖維組織，排列方向大致與擴弓力一致，說明擴弓力可激活成纖維細胞等間質(zhì)細胞。與其他研究［20］結果相似，B、C組鏡下可見炎癥反應，腭中縫處亦見新生小血管，與腭中縫所受張力刺激有關。

分析成骨細胞計數(shù)可知，實驗第4、7、10天，A組大鼠成骨細胞計數(shù)無明顯變化，可排除大鼠生長發(fā)育對成骨細胞計數(shù)的影響；B組成骨細胞計數(shù)均多于A組（P＜0.05），說明上頜快速擴弓不但可開大腭中縫，還可誘導成骨細胞分化，增加成骨。實驗第4天，B、C組成骨細胞計數(shù)的差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），說明給藥初期對成骨尚無特殊意義。實驗第7天，B組成骨細胞計數(shù)明顯多于A組（P＜0.05），說明隨著擴弓時間的延長，成骨細胞數(shù)量也在增加，成骨作用進一步增強；此時，C組成骨細胞計數(shù)亦多于B組且骨質(zhì)沉積鈣化明顯（P＜0.05），說明給藥一段時間后，可促進成骨細胞分化，增加成骨。實驗第10天，B、C兩組成骨細胞計數(shù)與第7天無統(tǒng)計學差異（P＞0.05），說明無論加力擴弓或聯(lián)合給藥雷尼酸鍶對成骨細胞的誘導均有限，但給藥雷尼酸鍶確實可促進成骨細胞分化，誘導成骨。

上頜快速擴弓可開大發(fā)育期大鼠腭中縫，增加上牙弓及上頜寬度。雷尼酸鍶可以促進大鼠上頜快速擴弓時腭中縫處成骨細胞分化，誘導成骨，加速骨質(zhì)沉積鈣化，減少擴弓矯治后的復發(fā)。臨床上，對于上頜橫向發(fā)育不足的患者，應早期擴弓矯治，可適當給藥雷尼酸鍶，縮短保持時間，減少復發(fā)。

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（本文采編石冰）

Effects of strontium ranelate on the rats' palatal suture after rapid maxillary expansion

Kong Chao1， Wang Xuxia2，3，Wang Qianqian1， Han Yuanyuan1， Zhao Shuya1， Zhang Jun1，3.（1. Dept. of Orthodontics， School of Stomatology， Shandong University， Jinan 250012， China； 2. Dept. of Oral and Maxillofacial Surgery， School of Stomatology， Shandong University，Jinan 250012， China； 3. Key Laboratory of Oral Tissue Regeneration of Shandong Province， Jinan 250012， China）
Supported by: The National Natural Science Foundation of China （81371180）； Science and Technology Development Plans of Shandong Province （2014GGH218024）. Correspondence: Zhang Jun， E-mail: zhangj@sdu.edu.cn.

ObjectiveThis study investigated the effects of strontium ranelate （SrR） on the rats' palatal suture after rapid maxillary expansion （RME）. MethodsThirty-six male 6-week-old Wistar rats were randomly divided into three groups: control group （A）， expansion only group （B）， and expansion plus SrR group （C）. Each group comprised 12 rats. Neither expansion nor SrR was given to group A. Each rat in groups B and C was set an orthodontic appliance with an initial expansive force of 1 N. The rats in group C were administered with SrR （600 mg·kg-1body weight） at the same time every day after RME. All the rats were then euthanized in batches on days 4， 7， and 10. The width of the rats' upper jaw was measured. Histological observation was used to section the rats and count the osteoblasts. ResultsAfter the RME， no statistical difference was observed on the rats' upper jaw width in group A （P＞0.05）. However， the change of upper jaw width in groups B and C presented a statistical significance （P＜0.05）. By contrast， no statistical difference was observed between groups B and C （P＞0.05）. The rats' sections were placed under a microscope， and some red fibrous tissues， mesenchymal cells， chondrocytes， and osteoblasts were observed in group A. More red fibrous tissues， mesenchymal cells， and chondrocytes were observed in groups B and C. In addition， more osteoblasts were observed on the edge of mid-palatal suture of the rats. Group C contains more osteoblasts than group B. ConclusionRME can expand the mid-palatal suture of rats， which were in the growth development period， and increase the width of dental arch. SrR may promote osteoblast differentiation and hasten new bone formation in the expanded mid-palatal suture. Both conditions accelerate new bone formation and bone deposition calcification， which may be therapeutically beneficial to prevent relapse after RME.

strontium ranelate；rapid maxillary expansion；osteoblasts

R 783.5

A

10.7518/hxkq.2016.04.003

2015-11-20；

2016-03-12

國家自然科學基金（81371180）；山東省科技發(fā)展計劃（2014GGH218024）

孔超，碩士，E-mail:1258867530@qq.com

張君，教授，學士，E-mail:zhangj@sdu.edu.cn