当前位置: 首页 > 期刊 > 《牙体牙髓牙周病学杂志》 > 2000年第3期
编号:10244252
修复性牙本质形成的大鼠模型
http://www.100md.com 《牙体牙髓牙周病学杂志》 2000年第3期
     作者:陈智 樊明文 边专 彭彬 熊卫星

    单位:陈智(湖北医科大学口腔医学院,湖北 武汉 430079);樊明文(湖北医科大学口腔医学院,湖北 武汉 430079);边专(湖北医科大学口腔医学院,湖北 武汉 430079);彭彬(湖北医科大学口腔医学院,湖北 武汉 430079);熊卫星(湖北医科大学口腔医学院,湖北 武汉 430079)

    关键词:修复性牙本质; 牙本质形成; 成牙本质细胞; 大鼠

    牙体牙髓牙周病学杂志000308 【摘 要】 目的:建立修复性牙本质形成的动物实 验模型,观察修复性牙本质形成的组织形态学 特征。方法:在Wistar大鼠第一磨牙近中面制备窝洞,分别观察3、 15、30d,标本切片,HE染色,显微镜下观察。结果:术后3d未见 修复性牙本质形成。15d后可见修复性牙本质形 成,并可见骨样牙本质。窝洞下原代成牙本质细胞由新分化的成牙本质细胞样细胞取代。30 d后,修复性牙本质明显增加。新分化的成牙本质细胞样细胞发生极化。结论: 大鼠模型是研究修复性牙本质形成的一个良好模型。建立修复性牙本质形成的动物实 验模型,观察修复性牙本质形成的组织形态学 特征。方法:在Wistar大鼠第一磨牙近中面制备窝洞,分别观察3、 15、30d,标本切片,HE染色,显微镜下观察。结果:术后3d未见 修复性牙本质形成。15d后可见修复性牙本质形 成,并可见骨样牙本质。窝洞下原代成牙本质细胞由新分化的成牙本质细胞样细胞取代。30 d后,修复性牙本质明显增加。新分化的成牙本质细胞样细胞发生极化。结论: 大鼠模型是研究修复性牙本质形成的一个良好模型。
, http://www.100md.com
    【中图号】 R780.2 【文献标识码】 A

    【文章编号】 1005-2593(20 00)03-0139-04

    [牙体牙髓牙周病学杂志,2000,10(3):139]

    Reparative dentinogenesis in rats model

    CHEN Zhi, FAN Ming-wen, BIAN Zhuan, et al

    School of Stomatology, Hubei Medical University, Wuhan 430079

    【Abstract】 AIM: To establish the animal model of re pa rative dentinogenesis and investigate the histo-morphological feature of reparat ive dentinogenesis. METHODS: The cavity was prepared on the mesial surface of the first molars of Wistar rats. The rats were sacrifi ced at 3, 15, and 30 days of post-operation. The samples were stained by HE, ob served under microscope. RESULTS: No reparative dentin was form e d after 3 days of post-operation. The new-formed reparative dentin and osteodent in were observed after 15 days. The primary odontoblasts were disappeared and re pla ced by odontoblast-like cell. Reparative dentin increased with an irregular tubu lar structure after 30 days. The odontoblast-like cells were in polarization. [ WT5”HZ〗CONCLUSION: This study demonstrated the process of reparativ e dentinogenesis. Rat is a good animal model for the study of reparative dentino genesis.
, 百拇医药
    【Key Words】 reparative dentin; dentinogenesis; odontobl ast;rat

    [Chinese Journal of Conservative Dentistry, 2000,10(3):139]

    牙本质-牙髓复合体受到口腔环境中诸如龋损、机械、化学、 损伤等多种刺激后发生自身修 复过程,形成第三期牙本质[1~3]。Smith等将第三期牙本质描述为在受损伤刺激 部位下的牙本质-牙髓交界处新生成的牙本质[4]。为了解第三期牙本质形成的 过程和机制 ,许多学者采用一些动物模型进行研究。Magloire[5]、Stanley[6]、Bjo rndal[7] 等直接观察龋损下的牙髓修复过程和成牙本质细胞反应。Tziafas[8,9]、Nakashi ma[10,11]、Rutherford[12,13]、Hu[14]等采用在动物牙髓内 覆盖或植入有诱导活性的生物材料的方法,Cox[15]、D'Souza[16]、Ohsh ima[17]、Smith[18]、Kitamura[19]等采用在动物磨牙上制备窝 洞的方法。
, http://www.100md.com
    牙髓修复的细胞学机制,是牙髓内具有分化潜能的细胞,在信号分子的诱导下发生分化 并 取代受损的原代成牙本质细胞。这个分化过程涉及非常复杂的细胞-细胞外基质的相互作用 。体内实验有助于揭示牙髓修复的机制。本研究目的拟在大鼠磨牙上建立修复性牙本质形成 的动物模型,并进行组织形态学观察。

    1 材料和方法

    1.1 手术过程

    18只Wistar大白鼠(湖北省医科院),体重150~250g。50g/L苯巴比妥钠(sodium pent obarbital)腹腔内注射麻醉(30 mg/kg)。分别在上、下颌第一磨牙近中面制 备单面洞。窝洞深度为牙本质厚度的1/2。窝洞未行充填。每只动物左上第一磨牙未备洞, 作为空白对照。所有窝洞制备由一人完成。分别在术后第3、15和30天处死动物。上述 手术过程和观察时间与D'Souza[16] 、Ohshima[17]等基本一致。
, 百拇医药
    1.2 标本制备

    动物处死后迅速分离上、下颌骨,立即置于新配制的40g/L多聚甲醛内,4℃下固定24~48h 。 100g/L EDTA脱钙3周。系列乙醇脱水,二甲苯透明,石蜡包埋,5μm连续切片,方向为矢 状,每一切片上包括第一、二、三磨牙。切片铺于多聚赖氨酸包被的玻片上。4℃下保存。

    1.3 染色与观察

    每组标本中选择1~2张切片进行HE染色。染色后树脂封片,显微镜下观察。

    2 结果

    窝洞预备3d后,修复性牙本质未形成。窝洞下的前期牙本质厚度略增加。成牙本质细胞排 列整齐,牙髓内毛细血管轻度充血(图1)。高倍镜下观察,成牙本质细胞形态基本正常, 但细胞之间出现间隙,成牙本质细胞与前期牙本质之间也出现间隙,提示细胞可能出现损伤 (图2)。
, http://www.100md.com
    15d后可观察到修复性牙本质的形成(图3)。高倍镜下可见新形成的牙本质致密,无管状 结构。可分辨前期牙本质和包裹细胞的骨样牙本质(图4)。窝洞下原代成牙本质细胞消失 ,由形态不规则的新分化的成牙本质细胞样细胞取代,排列不整齐,并已开始发生极化。细 胞之间的连接紧密。在成牙本质细胞样细胞下方,可见较致密的梭形牙髓细胞,毛细 血管扩张、充血。

    30d后,修复性牙本质明显增加,髓腔狭窄(图5)。高倍镜下(图6),修复性牙本质出现 管状结构,但不如正常牙本质明显。新分化的成牙本质细胞样细胞排列明显整齐,大多数细 胞发生极化。细胞层下的毛细血管仍扩张。

    图1 术后3d,HE染色 ×6

    图2 术后3d,HE染色 ×60

    图3 术后15d,HE染色 ×15
, http://www.100md.com
    图4 术后15d,HE染色 ×60

    图5 术后30d,HE染色 ×15

    图6 术后30d,HE染色 ×60

    3 讨论

    本研究在大鼠磨牙上制备窝洞,诱导了修复性牙本质的形成。结果与D'Souza、C ox、Ohshima等的研究结果一致[15~17],表明实验方法的可靠性。众多的动物实 验方法,可归纳为两大类。其一就是将具有诱导活性的生物材料植入牙髓内,或覆盖于髓 腔已暴露的牙髓创面上,即传统的盖髓术。这一方法的优点是可以将外源性的诱导物质直接 传 递给牙髓细胞,直接刺激和促进牙髓细胞的分化。Tziafas、Nakashima、Rutherford等的研 究结果均证实了这一方法的成功[8~13]。同时,牙髓植入模型还可以比较多种生 物材料的诱导作用,从而可能发现最具诱导活性的生物大分子。如Tziafas等发现了TGF-β1 、Nakashima等发现BMP、Rutherford等发现成骨蛋白1(osteogenic protein-1,OP-1)等 具有诱导修复性牙本质形成的作用。这一方法的不足表现为,由于施加了外源性的影响,对 解释牙髓细胞分化的内在机制有一定的局限性。同时,这一方法技术条件要求较高,因为暴 露牙髓容易导致细菌感染,影响实验的成功。
, http://www.100md.com
    外界刺激可通过牙本质小管传导至牙髓内。牙本质小管内均有遍及全长的成牙本 质细胞突。当机械预备窝洞时,牙本质小管内的成牙本质细胞突往往被切割,导致成牙本质 细胞的损伤,从而启动了牙髓内在的修复过程。此方法排除了外源性生物大分子的作用,使 得研究能集中于牙髓修复的内在潜能。Chiego、Fitzgerald等利用大鼠模型和放射性标记技 术研究了修复过程中牙髓细胞的动力学过程[19,20]。Ohshima(1990)观察了大 鼠模型中新分化的成牙本质细胞超微结构和牙髓毛细血管的改变[17]。D'Souza等 (1995)利用此模型,研究了I型和III型胶原、牙本质涎蛋白(DSP)的基因表达,开始在 分子水平上研究牙髓修复的机制[16]。Kitamura等(1999)研究了c-jun和j un-B等基因在修复性牙本质形成中时空表达特征,开始探讨细胞分化时生长因子对基因和 转录因子的调控[18]。本研究的大鼠模型与上述研究采用的模型基本一致,为后续 研究奠定了基础。
, 百拇医药
    Smith等将牙本质形成分为原发性牙本质(primary dentin)、继发性牙本质(seconda ry dentin)和第三期牙本质(tertiary dentin),进一步将第三期牙本质分为反应性牙本 质和修复性牙本质[4]。反应性牙本质是由受较弱刺激后生存下来的原代成牙本质 细胞形成的。其形成机制不涉及复杂的细胞分化过程。当刺激较强时,原代成牙本质细胞死 亡,由新分化的牙髓细胞形成新的牙本质,称为修复性牙本质。在形态学上难以区分反应性 牙本质和修复性牙本质。Magloire等[5]认为,在龋损情况下,牙髓的修复过程既 有反应性牙本质形成,也有修复性牙本质形成。本实验条件下,仅对成牙本质细胞施以较轻 微的刺激,结果观察到明显的修复性牙本质形成,在形成过程中原代成牙本质细胞基本消失 ,代之以形态不规则的成牙本质细胞样细胞。根据研究结果,我们推测在病理条件下,反 应性牙本质的形成应该很少,大量新形成的牙本质应该是修复性牙本质。建议将修复性牙本 质作为第三期牙本质的同名词。

, http://www.100md.com     湖北省自然科学基金资助课题(98J086)

    【参考文献】

    [1] Tziafas D. Mechanism controlling secondary initiation of denti nogenesis: a review. Int Endo J,1994, 27: 61

    [2] Tziafas D. Basic mechanisms of cytodifferentiation and dentinogen esis during dental pulp repair. Int J Dev Biol,1995, 39: 281

    [3] Tziafas D. Induction of reparative dentinogenesis in vivo: a synt hesis of experimental observations. Connect Tissue Res,1995, 32: 297
, http://www.100md.com
    [4] Smith AJ, Cassidy N, Perry H, et al. Reactionary dentinogenes is. Int J Dev Biol,1995, 39: 273

    [5] Magloire H, Bouvier M, Joffre A. Odontoblast response under cario us lesions. Proc Finn Dent Soc, 1992, 88(suppl): 257

    [6] Stanley HR, Pereira JC, Spiegel E, et al. The detect ion and prevalence of reactive and physiologic sclerotic dentin, reparative dent in and dead tracts beneath various types of dental lesions according to tooth su rface and age. J Oral Pathol,1983, 12: 257
, 百拇医药
    [7] Bjorndal L, Darvann T. A light microscopic study of odontoblastic and non- odontoblastic cells involved in tertiary dentinogenesis in well-defined cavitated carious lesions. C aries Res, 1999, 33: 50

    [8] Tziafas D, Alvanou A, Panagiotakopoulos N, et al. Induction of odontoblast-like cells differentiation in dog dental pulps after in vivo implantation of dental matrix components. Arch Oral Biol,1995, 40: 883

    [9] Tziafas D, Panagiotakopoulos N. Role of exogenous TGF-beta in in duction of reparative dentinogenesis in vivo. Eur J Oral Sci,1998, 106(su ppl): 192
, 百拇医药
    [10] Nakashima M. The induction of reparative dentine in the amputate d dental pulp of the dog by bone morphogenetic protein. Arch Oral Biol, 199 0, 35: 493

    [11] Nakashima M. Induction of dentin formation on canine amputated p ulp by recombinant human BMP-2 and -4. J Dent Res, 1994, 73: 1515

    [12] Rutherford RB, Wahle J, Tucker M, et al. Induction of reparat ive dentinformation in monkeys by recombinant human osteogenic protein-1. Arch O ral Biol, 1993, 38: 571
, 百拇医药
    [13] Rutherford RB, Spangberg L, Tucker M, et al. The time-course of the induction of reparative dentine formation in monkeys by recom binant human osteogenic protein-1. Arch Oral Biol,1994, 39: 833

    [14] Hu CC. Reparative dentin formation in rat molars after di rect pulp capping with growth factors. J Endod, 1998, 24: 744

    [15] Cox CF, White KC, Ramus DL. Reparative den tin: factors affecting its deposition. Quintessence Int, 1992, 23: 257
, 百拇医药
    [16] D'Souza RN, Bachman T, Baumgardner KR, et al. Charac terization of cellular responses involved in reparative dentinogenesis in rat m olars. J Dent Res, 1995, 74: 702

    [17] Ohshima H. Ultrastructural changes in odontoblasts and pulp capi llaries following cavity preparation in rat molars. Arch Histol Cytol, 1990, 53: 423

    [18] Kitamura C, Kimura K, Nakayama T, et al. Temporal and spat ial expression of c-jun and jun-B proto-oncogenes in pulp cells involved with re parative dentinogenesis after cavity preparation of rat molars. J Dent Res,1999, 78: 673
, 百拇医药
    [19] Chiego DJ. An ultrastructural and autoradiographic analysis of p rimary and replacement odontoblasts following cavity preparation and wound heali ng in the rat molar. Proc Finn Dent Soc, 1992, 88(suppl): 243

    [20] Fitzgerald M. Autoradiographic temporal and spatial analysis of pulpal wound healing in the rat molar. J Dent Res, 1994, 73: 317

    收稿日期:1999-10-20, http://www.100md.com