rh-gh對大鼠牙周組織骨改建的影響

rh-gh對大鼠牙周組織骨改建的影響

隨著人民生活水平的提高和口腔保健意識的提高，追求正畸形治療的群體構(gòu)成發(fā)生了根本性的變化，老年人和老年人的比例呈顯著上升趨勢。對于成年正畸病人,如何從基礎(chǔ)研究到臨床實踐獲得更多的認(rèn)識和更完善的治療方法,成為長期困擾口腔正畸學(xué)界的一個課題,而對牙周組織改建影響因素的探索與研究,無疑是該課題的重點及突破口。近年來,有關(guān)基因重組人生長激素對骨改建的實驗研究可見報道,有學(xué)者就生長激素本身作用于牙槽骨的可能性進(jìn)行了初步的調(diào)研,但基因重組人生長激素對牙周組織受正畸力后改建的影響和治療作用國內(nèi)外報道較少。本研究通過動物實驗,比較成年大鼠與青少年大鼠正畸牙周組織的改建特征,探討基因重組人生長激素對生長激素缺乏的成年大鼠牙周組織受正畸力后改建的影響與治療作用。1材料和方法1.1基因重組人激素處于青春期的7周齡SPF級雌性Wistar大鼠30只,體重約175g,由山東大學(xué)實驗動物中心提供;基因重組人生長激素(rh-GH)購自珠海恒通生物工程制藥公司(凍干針,12IU/支,4.5IU/1.7mg);正畸用鎳鈦螺旋彈簧購自有研億金新材料股份有限公司;807-006型正畸測力計為美國3M公司生產(chǎn);生物顯微鏡(BHA型)及相關(guān)配套照相系統(tǒng)由日本OLYMPUS公司生產(chǎn)。1.2方法1.2.1全清潔級6.4人類清潔行為將大鼠隨機分為對照組、摘除卵巢組(NS組)、rh-GH組,每組各10只。動物飼養(yǎng)于完全清潔級環(huán)境下(山東大學(xué)實驗動物中心清潔級動物室),自由進(jìn)食消毒顆粒飼料(鈣0.1%、磷0.4%、維生素D2000IU/kg),飲消毒水,室溫控制于18～20℃,濕度56,12～12h間隔照明,定期紫外線消毒及通風(fēng),室內(nèi)噪聲控制在30dB以下。1.2.2正畸牙移動模型的建立在2%氯氨酮(20mg/kg)腹腔麻醉后,對照組大鼠行假卵巢切除術(shù),即僅做打開、關(guān)閉腹腔手術(shù);其它兩組大鼠均經(jīng)雙側(cè)腰背側(cè)切口行雙側(cè)卵巢切除術(shù),建立成年大鼠模型。術(shù)后6周,在氯氨酮全身麻醉及1%利多卡因局部浸潤麻醉下,建立正畸牙移動模型。具體方法:麻醉成功后,用慢速牙科電機在大鼠兩上切牙遠(yuǎn)中頸部軸角處磨一深約0.2mm的固位溝,用0.2mm的結(jié)扎絲嵌入溝內(nèi)結(jié)扎并用京津釉質(zhì)粘合劑粘結(jié)以防結(jié)扎絲滑脫,用0.2mm的結(jié)扎絲將直徑0.012英寸、長4mm?的正畸鎳鈦螺旋彈簧結(jié)扎于兩切牙和上第一磨牙間,調(diào)整正畸力值約40g,忽略門齒支抗喪失,牽引上第一磨牙向近中移動。每天檢查1次矯治器情況,每周加力1次。術(shù)后動物放至籠中自由活動,自由進(jìn)食特殊無菌飼料(蛋黃60g、香油10ml、顆粒飼料80g)5d。1.2.3rh-gh3.0.0gm劑量-1的用量正畸牙移動動物模型建立后第2d起,rh-GH組大鼠采用腹部皮下注射方式注射rh-GH3.0mg(kg·d)-1,此劑量為可引起大鼠體長顯著改變的藥理劑量,其余兩組均同時注射生理鹽水,用法及用量同rh-GH組。每組分別于給藥后2周及4周在氯氨酮全身麻醉下放血處死5只動物,并立即進(jìn)行標(biāo)本的制作、處理。1.2.4骨標(biāo)本處理及觀察將置于10%福爾馬林固定液中固定24h后的大鼠上頜骨標(biāo)本處理成有唇頰、腭側(cè)兩個平面且僅包含3個磨牙及相應(yīng)牙周組織的病理磨片,用顯微鏡測微儀分別測定第一磨牙遠(yuǎn)中鄰面接觸點與第二磨牙近中鄰面接觸點間脫鈣前后的距離。1.2.5牙牙周聯(lián)合組織學(xué)切片10%硝酸脫鈣液脫鈣136～144h,取出后立即流水沖洗4h以上,常規(guī)脫水、透明、浸蠟、包埋,沿近遠(yuǎn)中方向切片,制成厚6μm牙齒牙周聯(lián)合組織學(xué)切片,HE染色。在進(jìn)行第一磨牙移動距離測定及牙齒牙周聯(lián)合組織切片觀察的過程中,均采用盲法,即觀察者不知道分組情況,以保證觀察結(jié)果的客觀性。1.3動距離的分析實驗結(jié)果數(shù)據(jù)均用xˉ±sxˉ±s表示,對第一磨牙移動距離進(jìn)行完全隨機設(shè)計資料的方差分析,多個樣本均數(shù)間兩兩比較時采用q檢驗。所有統(tǒng)計學(xué)處理均采用SPSS12.0統(tǒng)計軟件,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。2結(jié)果2.1兩組第一、第二牙移動距離的比較表1觀察結(jié)果見表1。由表1可見:①無論是2周處死的大鼠還是4周處死的大鼠,其脫鈣前第一磨牙移動距離明顯小于脫鈣后第一磨牙移動距離(P<0.05),可能的原因是標(biāo)本經(jīng)過脫鈣處理后,牙齒無機成分減少,牙冠體積明顯減小,造成第一、第二磨牙接觸點間距離的增大;②無論是2周還是4周處死的大鼠,健康對照組第一磨牙移動距離最小,與其它兩組的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);NS組第一磨牙移動距離最大,與其它兩組的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);rh-GH組第一磨牙移動距離較NS組明顯減小(P<0.05),但與健康對照組相比仍較大,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。另外,肉眼觀察可發(fā)現(xiàn)第二、三磨牙之間沒有間隙出現(xiàn),說明第二磨牙并沒有隨第一磨牙向前移動。2.2聯(lián)合組織片的組織觀察2.2.1牙槽骨的破骨細(xì)胞見圖1。由圖1可見,壓力區(qū):牙槽骨骨壁凹凸不平,呈鋸齒狀掘進(jìn)性吸收,有活躍的骨吸收陷窩,其內(nèi)可見破骨細(xì)胞;破骨細(xì)胞小,為單核或多核;牙周膜受壓變窄,出現(xiàn)無細(xì)胞區(qū)。張力區(qū):牙槽骨表面可見成骨細(xì)胞,有新骨形成;牙周膜增寬,血管輕度擴張。2.2.2牙槽骨的組織結(jié)構(gòu)見圖2。由圖2可見,與健康對照組相比,骨小梁變細(xì)、變薄,髓腔增大,內(nèi)有大量炎性細(xì)胞。壓力區(qū):牙槽骨表面大面積不規(guī)則吸收,破骨細(xì)胞增多,以多核細(xì)胞為主;牙根部可見牙骨質(zhì)及牙本質(zhì)吸收;牙周膜變窄,部分可見透明性變。張力區(qū):牙槽骨表面成骨細(xì)胞分散,排列不齊,新骨形成少;牙周纖維多而細(xì),排列紊亂,部分區(qū)域牙周纖維斷裂。2.2.3牙槽骨的組織形態(tài)見圖3。由圖3可見,與NS組相比,根分叉牙槽骨高度得到恢復(fù),骨小梁變粗,骨髓腔減小,新骨形成明顯。壓力區(qū):牙槽骨表面吸收明顯減少,破骨細(xì)胞數(shù)目減少,細(xì)胞變小,核減少。張力區(qū):牙槽骨表面密布成骨細(xì)胞,核深染,且胞核較大,排列整齊,新骨形成明顯增多,可見交替出現(xiàn)的骨形成區(qū);牙周膜變寬,牙周膜細(xì)胞增多。3正畸牙的功能有研究表明,體內(nèi)生長激素分泌水平隨增齡與雌激素分泌減少而降低,而生長激素降低可導(dǎo)致骨代謝異常。本研究采用的7周齡大鼠正處于青春期,將大鼠卵巢切除后,隨著雌激素分泌的消失,其生長激素的分泌亦減少甚至消失,體內(nèi)生長激素水平類似于成年大鼠,由此我們通過卵巢切除術(shù)建立了成年大鼠模型。本研究結(jié)果顯示,兩組行卵巢切除術(shù)的大鼠(成年大鼠)不管是否經(jīng)重組人生長激素治療均較健康對照組大鼠(青少年大鼠)的正畸牙齒移動明顯加快(P<0.05),牙周膜張力區(qū)明顯增寬,壓力區(qū)明顯變窄。成年大鼠這種快速的正畸牙齒移動是一種伴隨牙周嚴(yán)重?fù)p傷的病理過程,其與青少年大鼠正畸牙齒移動的差別在牙周組織改建形態(tài)學(xué)即組織學(xué)觀察也可得以驗證,主要特征為:壓力側(cè)破骨細(xì)胞數(shù)增多,破骨細(xì)胞活躍,張力側(cè)成纖維細(xì)胞數(shù)量少,骨新生能力減弱,成骨量少,牙槽骨出現(xiàn)骨質(zhì)疏松化,其抗壓、抗張強度均降低,尤其牙骨質(zhì)抗張強度的降低,致使在相同的正畸力作用下,生理鹽水組大鼠張力側(cè)牙骨質(zhì)撕脫性缺口,牙髓組織對相同的正畸力更為敏感,出現(xiàn)牙髓血管的擴張和充血,且出現(xiàn)造牙本質(zhì)細(xì)胞的一系列組織學(xué)改變。有資料表明,在正畸力的作用下,牙周組織的損傷和創(chuàng)傷性炎癥是無法避免的,即使輕微的矯治力也是如此。本實驗中行卵巢切除術(shù)大鼠比健康對照組牙根及牙槽骨更不能耐受創(chuàng)傷而發(fā)生炎性反應(yīng),甚至發(fā)展成為牙槽骨的異常吸收及牙骨質(zhì)乃至牙本質(zhì)的吸收。正畸牙齒移動的關(guān)鍵是牙周組織細(xì)胞的喚起和動員,機體的不同機能狀態(tài),如某些激素水平,對牙周組織細(xì)胞的功能分化、增值以及牙周組織局部對正畸力的敏感性會產(chǎn)生不同程度的影響。成年大鼠(即行卵巢切除術(shù)的大鼠)對相同正畸力的反應(yīng)較青少年大鼠(即健康對照組大鼠)敏感,這可能是由于成年大鼠各種激素水平特別是雌激素、生長激素水平的下降,使骨代謝轉(zhuǎn)換加快,骨量丟失導(dǎo)致骨組織結(jié)構(gòu)強度降低,造成其對正畸力的反應(yīng)域值降低;還可能是由于激素水平的變化,改變了牙周局部某些致炎因子(如白介素、前列腺素等)的含量和活性,使成年大鼠的牙周抗炎、抗損傷能力減弱。生長激素是由垂體分泌的一種多肽類激素,對骨的縱向生長和成熟骨轉(zhuǎn)換有重要的影響。生長激素影響骨代謝一般有直接和間接兩種方式,直接方式是指通過成骨細(xì)胞的相關(guān)受體發(fā)揮作用;間接方式是指通過促進(jìn)胰島素樣生長因子Ⅰ(insulin-likegrowthhormone-I,IGF-I)的合成間接發(fā)揮作用。生長激素和IGF-I都可使骨轉(zhuǎn)換加快,但不引起骨量丟失,因此有人推測生長激素或IGF-I能使骨重建過程中骨形成增加,并且超過骨吸收(即骨重建正平衡)。當(dāng)然生長激素還可通過一些更為間接的途徑起作用,比如可以減少骨質(zhì)疏松患者的脂肪量,增加肌肉和肌力,使患者進(jìn)行功能鍛煉的能力提高。有研究表明,重組人生長激素可顯著增加摘除卵巢大鼠股骨中段和腰椎體皮質(zhì)尤其是外層皮質(zhì)的厚度,股骨中段骨密度值和生物力學(xué)強度也顯著增加,并可有效增加皮質(zhì)骨量。亦有研究表明,重組人生長激素可顯著增加卵巢切除后發(fā)生明顯骨丟失大鼠的骨量,并可以改善其松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)。對骨質(zhì)疏松的治療,生長激素是在抑制骨吸收的同時促進(jìn)骨形成而保護(hù)骨量,和傳統(tǒng)的雌激素等治療相比,具有較大優(yōu)勢。本實驗結(jié)果提示,雖然rh-GH組大鼠的牙齒移動速度比健康對照組快,且兩組的組織學(xué)改變亦有很大不同,但是與NS組相比,rh-GH組大鼠的牙齒移動速度顯著減慢,牙周組織的炎性反應(yīng)也明顯減弱。rh-GH可引起牙槽骨骨轉(zhuǎn)換的改變,一定程度上能