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编号:10286770
渐进性咬合紊乱导致猴颞下颌关节骨关节病的实验研究初探
http://www.100md.com 《实用口腔医学杂志》 2000年第1期
     作者:元方 王美青 颜朝云 姚秀芳 黄城外

    单位:元方(辽阳市201医院五官科,111000);王美青(第四军医大学口腔医学院);颜朝云(第四军医大学口腔医学院);姚秀芳(第四军医大学口腔医学院);黄城外(第四军医大学口腔医学院)

    关键词:颞下颌关节;骨关节退行性病变;牙;合紊乱;动物试验

    实用口腔医学杂志000109 摘 要:目的:探讨渐进性咬合紊乱对颞下颌关节的致病意义。方法:4只成年猴,2只实验组,2只空白对照组。实验组猴拔除一侧上颌第一磨牙和对侧下颌第一磨牙,将所拔牙邻牙向拔牙缺隙处对牵,造成局部上下咬合关系不密合,分别于6、8个月后取双侧颞下颌关节作HE染色,组织学观察。结果:主要变化是实验6个月时髁状突肥大层细胞增殖活跃,但软骨层变薄;8个月时髁状突表面软骨层变得更薄,且各层排列紊乱,表面纤维增生,并形成纤维乳突状结构跌入深层组织,肥大带变薄或消失,仅可见散在的软骨细胞或细胞团,骨小梁排列紊乱,并观察到显微骨折现象。关节盘后带见到软骨细胞团和钙化现象。关节窝变化较小。结论:初步论证了“渐进性咬合紊乱可以导致猴颞下颌关节退行性变”的观点,但尚需扩大样本进一步证实。
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    分类号:R782.6+3 文献标识码:A

    文章编号:1001-3733(2000)01-0027-04

    The preliminary study on the effect of gradually induced disordered occlusion on temporomandibular joint in monkey

    Yuan Fang Wang Meiqing Yan Chaoyun

    (Dept.of eye,ear,nose,and Throat, No.201 hospital,Liaoyang 111000)

    Abstract:Objective:To investigate the effects of gradually induced disordered occlusion on temporomandibular joint in monkey.Method:After extraction of two molars,one on each side,upper and lower,a fixed orthodontic appliances was used to cause the two adjacent teeth inclined to the space and to occlude with opposite in-coordinately.6 and 8 months later,the animals were sacrificed and the temporoman dibular joint of the experimental monkeys were examined with histologic methods.Result:At the end of 6th month,proliferation of the cells in chontrocyte layer was strong but the hypertrophy layer became thinner.At the end of 8th month,the whole cartilage layer thinned and arranged disorderly and even dropped towards the deep layer forming a fibrous papillary structure.The hypertrophy layer thinned or disappeared.Micro-fracture of subchondral bone,clustering of chondrocytes in the disc and mineralization of the disc were also found.Less change was found over the temporal articular surface.Conclusion:Gradually induced disordered occlusion may result in degenerative changes in temporomandibular joint.
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    Key words:Temporomandibular joint;Osteoarticular retrograde affection;Occlusive disorder Animal experiment.▲

    颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)的退行性病变,是颞下颌关节紊乱症(temporomandibular disorders,TMD,原称颞颌关节紊乱综合征)主要的病理学改变之一〔1〕。目前关于该症病因的研究,尚存在许多争议,尤其是关于咬合异常是否可以导致TMD,以及何种异常咬合可以导致TMD的问题尚未明确。本研究采用固定矫正技术,造成磨牙拔牙间隙处邻牙向间隙倾斜,与对颌牙形成非尖窝吻合的咬合接触关系(即建立渐进性咬合紊乱综合征),以颞下颌关节形态结构最接近人类颞下颌关节的猴作为实验动物,观察其TMJ组织形态学的变化特点,从而揭示咬合紊乱与TMJ退行性变的关系,为TMD的咬合病因理论提供一定的动物实验依据。
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    1 材料与方法

    1.1 实验动物的选择与分组

    选用第四军医大学实验动物中心提供的云南产雌性成年恒河猴(第三磨牙均已萌出),实验组、对照组各2只,体重依次为6.5、7.5、6.5、8.4 kg,牙列完整整齐,牙齿显示不同程度磨耗,但无明显咬合紊乱,第三磨牙均已萌出。实验前饲养1个月观察,无明显张闭口异常及咀嚼运动异常,无明显全身疾患。采用大笼饲养,喂全营养合成饲料(第四军医大学实验动物中心生产)及少量萝卜及水果等,饮用水为自来水。

    1.2 实验方法

    1.2.1 动物麻醉 采用30 g/L戊巴比妥钠(生理盐水配制),按每千克体重1 mg静脉注射全身麻醉。

    1.2.2 渐进性咬合紊乱的形成 实验组取研究模后,分别拔除一侧上颌第一磨牙及对侧下颌第一磨牙(猴牙列式同人类),1周后拔牙创愈合,预备缺牙近远中牙齿各一颗,用高速涡轮机在其牙颈部磨出浅凹,经此沟用结扎丝将一正畸用小拉簧置于缺隙处,适当加以拉力,以造成二牙向缺隙处相对倾斜移动,并与缺牙对颌逐渐伸长的牙形成不稳定的非尖窝接触关系,即临床上常见的继发性错〔2〕。此后每月复查、加力一次。分别于6、8个月后,行过量麻醉处死实验动物。关节组织整块取出,固定、分切、脱钙,石蜡包埋,双侧TMJ分别作矢状面内、中、外和冠状面前、中、后1/3切片,片厚8 μm,HE染色,普通光镜下观察。
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    1.2.3 取各实验动物的下颌中切牙作磨片,计算髓腔大小比例,根据磨耗程度,推算动物年龄〔3〕

    2 结 果

    2.1 对照组TMJ组织学观察结果

    2.1.1 骨关节面的组织形态学特征(图1)

    髁状突及关节窝、关节结节软骨由表及里以下各层组成:①表面纤维层,由致密的结缔组织纤维构成,纤维排列整齐,平行于关节表面,HE染色呈红色,其表层和纤维之间分布着嗜碱性的扁平梭形细胞,其长轴与关节面平行;②增殖层,含大量排列紧密的小细胞,核较小,胞质少,细胞间质少,在髁状突与翼外肌相结合处此层增厚,其下肥大层薄;③肥大层,在增殖层下方,细胞体积逐渐变大,圆形,胞质增多,胞核大,核仁突出,细胞间质也较多;④钙化软骨层,肥大层下方软骨细胞逐渐移行钙化为含软骨细胞的骨小梁,此层为钙化软骨层到骨层的过渡。
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    髁状突大部及关节结节部的骨关节表面,上述四层结构明显,且均有一定厚度,骨小梁呈树枝样伸向表面,方向大致与关节面垂直,未见连续的皮质骨。关节窝表面纤维软骨各层均较髁状突薄,肥大层均不明显,钙化软骨带中形成致密而连续的皮质骨层,较髁状突皮质骨层厚,骨小梁也较粗。

    2.1.2 关节盘组织结构特征

    关节盘呈双面凹形,前、后带厚,中间带薄,HE染色呈红色。前、后带胶原纤维粗大,走行为水平、多方向;中带胶原纤维以前、后走向为主,排列致密。关节盘各带中均散布着与髁状突表面带中相似的小梭形细胞,在关节盘的上、下表面更多见。

    关节盘前伸部与翼外肌紧密相连,双板区上下板之间的组织结构较关节盘内组织排列疏松,并可见到较多的血管和脂肪组织。

    2.2 实验组TMJ的组织学观察结果
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    2.2.1 骨关节面软骨

    实验期6个月者,髁状突表面关节软骨各层仍比较明显,但可见增殖带明显增厚,增殖层细胞多而分布疏松,细胞形态较对照组明显圆、大。肥大带浅层,细胞数量、比例增多,而深层细胞的肥大程度降低,并混杂着许多小的类似浅层内的软骨细胞。钙化层与软骨层交界明确,髁状突顶呈树枝样的皮质骨小梁趋于平滑(图2)。关节结节也有类似的变化,但较轻,关节窝变化不明显。

    实验期8个月者,髁状突软骨层明显变薄,细胞各层次排列混乱,软骨细胞数量明显减少,表面层内纤维排列松散,并可见有软骨细胞夹杂在其中,表面带内纤维组织及其下方的软骨各层在凹陷处出现向骨层跌落,形成纤维乳突状结构(图3),并在髁状突表面形成小的凹陷。钙化软骨层内的骨小梁不似对照组那样呈树枝样伸向关节面,而是与关节面平行。在一些病变的纤维乳突状结构深部,还可见有微小骨折现象——骨小梁弯曲、折断入骨髓腔(图4)。软骨面有小凹陷的部位,其下骨质吸收明显。髁状突内侧可见皮质骨不光滑,有小的骨质突起形成。关节窝和关节结节也可见软骨层的变薄,软骨细胞数量减少,关节结节后斜面形成致密的骨皮质,但未见有微小骨折变化,关节窝的变化较关节结节小。
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    无论关节窝、关节结节还是髁状突,关节表面的纤维层覆盖完整,未见骨质暴露。

    2.2.2 关节盘

    关节盘的位置和形态与对照组无明显差异。实验期6个月时无明显变化。实验期8个月时双侧关节盘后带出现粗大胶原纤维束的嗜碱性变,HE染色呈蓝色,胶原纤维中的细胞明显增多,盘后带与双板区交界处可见软骨细胞呈团样聚集,细胞间基质有轻度的嗜碱性变,并有钙化现象(图5)。钙化的胶原纤维之间联接程度差而松散,切片过程中极易断裂。关节盘发生钙化的部位与髁状突微小骨折和关节面软骨凹陷部位相对应。

    图1 对照组猴TMJ正中矢状面,HE,×40

    图2 实验组6个月猴髁状突正中矢状面,HE,×80
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    图3 实验组8个月猴髁状突正中矢状面,HE,×80

    图4 实验组8个月猴髁状突正中冠状面,HE,×80

    2.3 动物年龄推算

    由于缺少资料,尚不能确定动物的实足年龄,只能根据对人类牙齿磨耗程度推算年龄的方法计算〔3〕。结果:实验组2只猴子的年龄分别相当于人的年龄34、37岁,对照组分别相当于为38、40岁。由于猴子的牙齿磨耗程度大于人类,由此方法得出的猴子的实际年龄应小于该值。两组动物的相对年龄具有较好的可比性。

    图5 实验组8个月猴关节盘正中矢状面,HE,×80
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    3 讨 论

    3.1 关于实验方法

    有关咬合与TMD关系的动物实验研究,文献报道虽然较多,但多为突发性咬合改变〔4,5〕。本研究中实验动物每侧只拔除一个第一磨牙,拔牙后实验动物的咬合关系仍稳定,采用结扎丝和小弹簧将缺隙处近远中牙相对牵引,不会影响到咬合。由于不断加力是一个渐进的过程,研究选用TMJ组织形态与人的TMJ最为接近的猴作为实验动物,可较好地模拟临床。实验组与对照组动物年龄无显著差异,因此两组动物之间的不同表现可排除年龄因素的影响。有报道过度张口可引起TMJ的退行性变〔6〕。本实验采用常规口腔正畸治疗操作,开口在25 mm左右,每次开口操作时间不超过30 min,因而操作本身造成关节病变的可能性很小。

    3.2 关于TMJ组织形态学变化特点

    3.2.1 骨关节面软骨组织
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    实验期6个月的动物可见增殖带增厚,肥大带中成熟软骨细胞的肥大程度降低,说明此时关节软骨的正常生长活动受到了影响。正常动物髁状突顶部软骨与骨的界限不明显,骨小梁呈树枝样。而实验动物可见明确的软骨与骨的界线,树枝样的骨小梁逐渐趋于形成平行于关节面,提示软骨的正常钙化活动受到了影响。实验期8个月时,TMJ软骨表现出了明显的退行性变化,关节表面胶原纤维松懈,软骨层明显变薄,细胞各层次排列混乱,软骨细胞数减少,个别部位软骨细胞增殖成丛。这与骨关节炎患者和发生退行性变的动物软骨的表现一致〔7〕

    3.2.2 骨组织

    实验动物髁状突可见骨小梁的弯曲、折断入骨髓腔、吸收等,表明髁状突骨组织迅速退变。de Bont〔1〕观察到关节内结构紊乱患者有骨小梁发生微小骨折后的吸收。Blackwood〔8〕认为骨的微小骨折发生于受压区域,骨通过受压区域的退变而减压,使髁状突与关节窝保持正常关系。Radin等〔9〕认为不断地冲击使软骨下骨小梁发生微骨折,继而发生骨的改建,软骨下骨的微小骨折为一种维持关节正常功能的保护机制。本实验支持骨的退变为关节的保护性反应。但Radin等〔9〕认为TMJ退变为软骨下骨组织最先受累,而不是软骨。本实验不支持此观点。在实验中6个月动物即出现软骨细胞的正常生理活动改变,而出现骨的变化时,软骨层中已可见明显的退变。
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    3.2.3 关节盘

    实验期6个月时虽无明显变化,但8个月时在关节盘后带中出现软骨细胞聚集,且细胞间发生胶原纤维的钙化变性,切片时易断裂。胶原纤维的这种嗜碱性变在TMJ疾病患者中也常见〔7〕。关节盘穿孔可能与之相关。

    3.3 病变机制分析

    一般认为退行性关节病是因组织所受的机械压力超出了其最大耐受能力所致〔10〕。TMJ为负重关节,其病理表现与其它滑液关节相似〔11〕。本实验所观察到的组织形态学改变,正是以局部纤维组织增生、软骨细胞层破坏、骨组织微小损伤、关节盘钙化等为特征的改变,而没有炎细胞浸润、水肿、充血等炎症反应现象,因此可以认为其病变机制与局部生物力学变化有关。实验中原有的尖窝相对稳定、广泛而紧密的咬合关系被逐渐破坏,双侧后牙嚼细,研磨食物的功能均受到影响,使得实验动物无法有效地进行咀嚼。为咀嚼食物,实验动物需作更多的咬合运动,这种额外的咬合运动可能与正常咬合的运动方式不同〔12〕。这种渐进性的改变,便导致有关组织由增殖(代偿)到退变(失代偿)的逐渐变化。
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    3.4 本研究的意义

    本实验研究通过对实验动物猴造成慢性咬合紊乱的方法,观察到了以退行性变为主要特征的TMJ相应组织形态学变化,说明所研究的渐进性咬合紊乱可以引发TMJ的退行性变。这些改变与过去许多学者所报道的TMD的病理改变相一致,但由于样本量较小,尚需进一步研究证实。

    参考文献:

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    [10]Gardner DL.The nature and cause of osteoarthrosis.Br Med J,1983,286:418

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    收稿日期:1999-11-08, http://www.100md.com