正畸加载时机及持续时间对自体移植牙牙周修复影响的组织学研究

孙慧芳 刘毅 郭泾，2 陈扬熙

（1.山东大学口腔医院 正畸科，济南 250012；2.四川大学华西口腔医院 正畸科；3.口腔疾病研究国家重点实验室，四川大学，成都 610041）

正畸加载时机及持续时间对自体移植牙牙周修复影响的组织学研究

孙慧芳1刘毅1郭泾1，2陈扬熙3

（1.山东大学口腔医院 正畸科，济南 250012；2.四川大学华西口腔医院 正畸科；3.口腔疾病研究国家重点实验室，四川大学，成都 610041）

目的 建立犬自体牙移植动物模型，研究正畸加载时机及持续时间对自体移植牙牙周修复的影响。方法选取12只Beagle犬随机分组,选取每只犬的4颗第一前磨牙进行自体移植，分别在其自体牙移植手术后2、4、8和12周开始正畸加载，正畸加载持续时间分别为1、2和4周，并对其相应第一前磨牙牙体牙周组织标本进行组织学研究，测量牙根吸收率，统计学分析牙周组织的改建状况。结果 实验组正畸加载移植牙牙根吸收率比对照组无正畸加载移植牙牙根吸收率低，经配对t检验，两者差异有统计学意义（P＜0.05）；不同加力持续时间（X）及加载时间点（Y）间移植牙牙根吸收率的差异均无统计学意义（P值均＞0.05），但这2个因素间析因实验分析表明，2个因素间存在交互作用（X×Y的P值＜0.05）。结论 正畸力加载有助于移植牙牙根吸收状况的改善和牙周组织改建；加力持续时间及加载时间点对移植牙牙根吸收率的影响差异不明显。移植后4周开始正畸加载，加载持续2周时最有助于移植牙牙周组织的改建。

正畸加载； 自体移植牙； 牙周修复

自体牙移植术（autologous tooth transplantation，ATT）是将自体牙完整取出，移植于自身其他部位的缺牙处，以替代失牙[1]。临床中会遇到很多牙齿缺失情况，如：外伤，先天缺失，龋病或牙周疾病及牙齿异位埋伏的牙齿缺失等。可以将埋伏牙、多生牙或者正畸需要减数拔除的牙齿作为供体牙，移植至自身的缺牙部位。牙移植术是保存自体天然牙列完整的方法之一，避免了义齿或种植义齿修复，不仅能恢复正常咬合及咀嚼功能[2]，同时更加美观和经济。但是经过一段时期的临床尝试后，很多医生发现移植后的牙齿较多会出现骨粘连愈合或者牙根吸收，导致移植牙的成功率降低。而近期有研究表明：早期咀嚼刺激会减少骨粘连的发生率，并且通过正畸装置控制力值对移植牙进行早期加载，会提高其移植后的成功率。但以往研究多仅限于临床研究，未对自体移植牙实施正畸移动的时机和加载时程提出参考标准。本实验建立犬自体牙移植动物模型，通过矫治力的施加与否及施加矫治力的时间，在动物模型上进行多种对比研究，为临床把握正畸移动自体移植牙的时机和施力的持续时间等方面提供参考。

1 材料和方法

1.1 实验动物的选取

选择牙列完整、牙周状况良好的健康成年Beagle犬12只（12月龄，雄性），体重10～12 kg（由四川大学华西实验动物中心提供）。实验动物饲养于四川大学华西实验动物中心，饲喂（每天2次）定时、定量，半流质饮食，每天更换新鲜水任其自饮。

1.2 建立实验动物模型

将12只Beagle犬随机分为4组，每组3只。依据自体牙移植手术后正畸加载开始的时间不同划分为A、B、C和D组，分别为牙移植手术后2、4、8和12周开始加载；每组3只犬再根据加载时程不同编号为1、2和4号，分别为正畸加载持续时间为1、2和4周，建立如表1所示的实验动物模型。

表1 移植后不同时间进程加载的动物模型Tab 1 Animalmodels in different loading time after transp lantation

1.3 实验动物牙齿分组

选取每只Beagle犬的4颗第一前磨牙作为实验对象，犬左侧上下颌2颗第一前磨牙作为实验组，右侧上下颌2颗第一前磨牙作为对照组。

1.4 主要材料和仪器

直径0.20mm正畸用结扎丝、镍钛拉簧（杭州奥索医疗器械有限公司）；正畸测力计（3M公司，美国）；非调和型口腔正畸粘接剂（成都古京科技有限公司）。

1.5 牙移植手术

术前准备：术前拍摄X线片，观察供体犬牙牙根形态，以便指导手术。手术前1 d肌注青霉素每千克40万单位，禁食。

具体步骤：采用0.03 g·mL-1质量浓度的戊巴比妥钠静脉注射（每0.03 g的戊巴比妥钠配比1mL的0.9%生理盐水）犬后腿股静脉，麻醉剂注射用量为1mL·kg-1。消毒术区，选择实验犬的两侧4颗第一前磨牙作为供体牙进行交换移植，作全厚瓣切开，翻瓣，尽可能暴露牙体，减少创伤，保护牙周膜的完整性。供牙拔除后置于生理盐水中保存，供牙离体时间不超过30min。对侧同名牙牙槽窝作为移植牙的受区，根据供体牙的尺寸，使用慢速手机配合大球钻修整牙槽窝，同时使用生理盐水冷却，修整后进行试植，使受区牙槽窝与供体牙之间均匀存在1～2mm的间隙，制备完毕后将供体牙植入。酸蚀移植牙及两侧相邻邻牙的牙面，用结扎丝进行8字结扎固定，正畸用黏结剂黏固。

术后维护：术后3 d肌注抗菌素（青霉素每千克40万单位），并使用氯己定漱口液冲洗术区。术后半流质饮食，避免影响移植牙。术后1周对移植牙齿行根管治疗，同时拆除固定装置。

1.6 正畸加载

在移植牙（或正常牙）、同侧相邻第二前磨牙的牙颈部磨深约0.2mm的沟，使用正畸用结扎丝（直径0.20mm）将镍钛拉簧栓扎于左侧移植牙与同侧第二前磨牙之间，使用正畸测力计测得弹簧显示值为0.85N，将其栓扎黏固。

1.7 标本处理

分别在移植牙正畸加载1、2及4周后，处死动物，取出第一前磨牙牙体牙周组织标本立即置于4%多聚甲醛溶液中固定48 h，常规脱钙脱水、浸蜡包埋，进行普通石蜡切片制作后进行苏木精-伊红染色和Masson法染色（由四川大学华西科技园制作）。

1.8 牙根吸收率的测量

利用计算机软件（Image-pro.plus4.5和Adobe photoshop 7.0）对每颗实验牙苏木精-伊红染色组织切片进行计算机图像处理，测量吸收面积与根总面积，计算牙根吸收指数（%）[3]。取每只犬同侧前磨牙2张切片分别计算其牙根吸收指数，并取其均数作为此样本的牙根吸收指数，对测量结果进行统计学分析。

1.9 统计学处理

牙根吸收率测量结果用SPSS 18.0统计学软件进行配对t检验分析，所有数据均以均数±标准差表示；对上下颌所有正畸加载第一前磨牙不同加力持续时间（X）及不同加载时间点（Y）的牙根吸收指数测量结果，采用3×4的析因实验设计模型（表2）。对测量数据采用配伍组设计资料的方差分析，两两比较用最小显著差检验。

表2 3×4析因实验设计模型Tab 2 3×4 model in factorial experimental design

2 结果

2.1 Masson法染色和苏木精-伊红染色结果

牙根吸收量最少的B2犬Masson法染色图见图1，由图1左可见，B2犬未移植未加载正常牙周组织牙周膜厚度连续一致，牙周膜纤维排列致密；牙槽骨为染色较均匀一致的深红色，显示为成熟的骨组织。由图1中可见，B2犬实验侧牙周膜纤维排列较为均匀，但是比较稀疏，胶原纤维束分布走向较为规则；靠近牙周膜一侧的牙槽骨染色较浅，为新形成骨组织，与远处染色较深红的成熟骨组织可见较明显分界；牙根吸收现象较少。由图1右可见，B2犬对照侧牙周膜纤维排列较为不均匀；有少量根吸收现象。

图1 B2犬牙周组织 Masson ×40Fig 1 Periodontal tissue in B2 dog tooth Masson ×40

牙根吸收相对多的A2犬（移植后2周开始加载，加载持续2周）Masson法染色图见图2，由图2左可见，犬实验侧可见牙周膜纤维排列方向不规则；牙槽骨可见吸收窝；牙根吸收现象较少。由图2右可见，犬对照侧牙周膜排列不规则；牙槽骨比实验组吸收程度较重；有多处的牙根吸收。

图2 A2犬牙周组织 Masson ×40Fig 2 Periodontal tissue in A2 dog tooth Masson ×40

D4犬（移植后12周开始加载，加载持续4周）Masson法染色和苏木精-伊红染色图见图3和4，由图3左可见，D4犬实验侧牙周膜厚度薄、胶原纤维少；牙槽骨吸收范围较大。图3右可见，D4犬对照侧牙周膜结构几乎消失；牙槽骨与牙根有较大范围的直接粘连现象，出现骨粘连。图4可见移植牙的根面吸收和牙根骨粘连现象。由于牙根吸收一般从近根尖部位开始，切片选取实验牙牙根的根1/3段进行图片分析，因此，列出牙根吸收量最少的B2犬和牙根吸收相对多的A2犬和D4犬进行分析。

图3 D4犬牙周组织 Masson ×40Fig 3 Periodontal tissue in D4 dog tooth Masson ×40

2.2 牙根吸收率测量结果

对照组无正畸加载移植牙牙根吸收率为（7.555± 0.226）%，实验组正畸加载移植牙的牙根吸收率为（7.483±0.199）%，经配对t检验（n=24，t=5.326），两者差异有统计学意义（P＜0.05），说明正畸力加载有助于移植牙牙根吸收状况的改善和牙周组织的改建。

2.3 不同X及Y的牙根吸收率析因分析结果

通过对3×4的析因实验设计模型进行统计分析，X间F值为0.705，Y间F值为1.112，X×Y间F值为4.864，可以看出，加力持续时间（X）及加载时间点（Y）不同水平间移植牙牙根吸收率的差异均无统计学意义（P值均＞0.05），即不同水平的加力持续时间及加载时间点对移植牙牙根吸收率的影响差异不明显，但这2个因素间存在交互作用（X×Y的P值＜0.05）。

图4 D4犬对照侧牙周组织 HE ×100 Fig 4 Periodontal tissue in control side of D4 dog tooth HE×100

最小显著差检验表明：X2（加载2周）及Y2（移植后4周）与其他水平数据的差异有统计学意义（P＜0.05），即X2Y2（移植后4周开始正畸加载，加载持续2周）时移植牙牙根吸收率最小，最有助于移植牙牙周组织的改建，为移植牙最优实验水平。

3 讨论

3.1 手术及染色方法的选择

自体移植牙手术最早出现于20世纪初，在1956年Hale[4]首次提出了将第三磨牙植入第一磨牙区的相关技术，此后出现了多种牙移植手术模式，例如前磨牙移植至前牙的缺牙区，牙胚的移植，埋伏尖牙的移植等。经过这几十年的研究，人们总结出了很多关于成功进行移植牙手术的经验。本实验中注意了以下几个方面的操作和选择。

3.1.1 拔牙方式的选择 注意移植前供牙的选择，供牙应该没有牙周疾病，牙周探诊深度正常。自体牙移植术中注意保护牙周膜组织，不使用牙挺而用拔牙钳单纯使用摇力拔除牙齿，尽量减少牙周膜损伤。因为健康的恒牙对破骨细胞存在免疫力—不同于牙周膜坏死或缺失的牙齿—完整的牙周膜被认为是抵抗吸收的天然因子[5]。另外，牙周膜正常愈合的关键在于保护牙骨质侧牙周膜，其次是牙槽骨端牙周膜。学者[6-7]报道：某些移植牙齿硬化的出现是由于牙骨质侧牙周膜发生不完全坏死，移植牙失败的主要原因是牙骨质侧残留的坏死牙周膜诱导的牙根外吸收。牙周膜的机械损伤，牙周膜细胞的脱水及活力受损都会使预后较差[8]。拔出后的离体牙齿保存于生理盐水中，且保证供牙离体时间不超过30min。

3.1.2 受区牙槽窝的制备 选择了转速可调节的慢速牙科电机制备牙槽窝，并在术中配合冷生理盐水冲洗防止骨灼伤，模拟种植机制备受区。受区牙槽窝的预备要比植入的移植牙大1～2mm以便容纳牙周膜[9]，并且可以保证牙槽骨与移植牙之间没有压力，从而避免了压迫吸收[10-11]。注意使已拔出的移植牙牙根形态与受区牙槽窝相匹配，使移植牙与牙槽窝均匀而稳定地接触，以保证术后初期移植牙的稳定性。Nethander等[12]认为移植牙根面与受区牙槽窝接触不良或有血凝块堆积，会影响术后牙周膜的营养供给。再植牙齿前注意去除受区牙槽窝中的血凝块，保证移植牙的血运供应。

3.1.3 移植牙固定方式及术后牙髓治疗 组织学和临床研究认为过度固定并没有改善牙髓牙周愈合，反而增加了置换性吸收和牙髓坏死的发生率[13-14]。考虑到对移植牙牙周组织的保护，避免结扎丝及黏结剂对牙龈及牙周组织的刺激，采取固定1周后拆除固定装置。移植牙未经过完善的根管治疗，牙髓的坏死会加速和扩大移植牙根的吸收，但考虑到术中进行根管治疗会延长移植牙离体时间，所以选取术后1周拆除固定装置的同时进行牙髓根管治疗。Andreasen等[15]证明牙根形成的前磨牙在移植后4周内进行根管治疗，移植成活率为98%。术后注意进行调，避免与固位装置相接触，保持术后初期牙齿稳定性。

3.1.4 染色方法选择 除常规苏木精-伊红染色进行组织学评价外，本实验还采用Masson染色，可以用此染色观察骨细胞和成骨细胞的活动状况，在这些细胞周围出现的绿色着染胶原系新生部分，明显不同于已成熟的外围部红色胶原，细胞周围绿染区域的大小，代表着这些细胞新近的活动程度[16]；本实验中，蓝色区域系新生部分，骨成熟度的不同影响组织内红染程度的多少，借此观察牙周膜胶原纤维的排列及牙槽骨新骨改建情况。

3.2 关于牙根吸收率

牙根吸收是移植牙术后常见的并发症，也是导致移植牙失败的主要原因之一。Paulsen等[17]对移植术后前磨牙的长期随访显示，与术后未进行正畸移动的对照牙相比，正畸旋转移动造成轻度牙根表面吸收以及牙根变短。Andreasen等[18]对回植牙牙根吸收过程研究认为，其牙根吸收有3种不同形式，即表面性吸收、炎症性吸收和替代性吸收。Mine等[19]研究认为：移植牙术后如果长时间缺乏生理刺激极可能发生粘连，而受到过大的创伤力会导致吸收，提出术后1～2周早期利用正畸装置控制力值，对移植牙施加适宜刺激，可以促进愈合，防止粘连和牙根吸收。

虽然实验组和对照组均出现不等程度牙根吸收，但是从本实验结果上看实验组比对照组吸收的程度要轻，这可能跟施加的正畸力有关。当正畸力施加于牙齿时，牙骨质较固有牙槽骨具有更强的抗吸收能力，且有新生牙骨质及时进行修复，这是临床正畸治疗的基础。牙根表面有小范围的病理性吸收或牙骨质折裂时，均可由继发性牙骨质的沉积而得到修复。所以，正畸力的施加因牙骨质的这个特性而不会加重牙根吸收，相反还可以引起继发性牙骨质的沉积而得到修复，减少牙根的吸收。

3.3 关于最佳加载时程

本实验观察移植后4周加载持续时间为2周时，牙周组织改建状况最佳。原因可能为这个时期是牙周血运及牙周组织改建活跃期，施加适当的正畸力值会减少骨粘连的发生及促进牙周组织改建，提高其移植后的成功率。有日本学者对45只成年杂种狗移植后的牙齿进行了组织学上的观察，发现移植后1周，整个牙槽窝正在形成新的牙周血运的改建；而2周后，牙周膜穿通纤维才可形成，而此时也是牙槽窝的改建和牙周血运重建的高峰期。本实验的实验犬进食时嘴唇和舌体的运动可能会影响到固位装置在颊舌向的稳定性，而使牙周愈合期延后即为移植术后4周开始加载效果较佳，因此考虑在其后的试验设计中改进固定装置增强稳定性；加载持续时间为2周时，既保证有适宜正畸力促进牙周组织修复，又避免了加载时间过长其加载装置对犬牙周卫生维护的影响。

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（本文编辑 汤亚玲）

Histological study about the effect of orthodontic loading time and duration on the periodontal repair in autologous tooth transp lantation

SUN Hui-fang1,LIU Yi1,GUO Jing1，2,CHEN Yang-xi3.（1.Dept.of Orthodontics,School of Stomatology,Shandong University,Jinan250012,China;2.Dept.of Orthodontics,West China School of Stomatology,Sichuan University,Chengdu610041,China;3.State Key Laboratory of Oral Diseases,Sichuan University,Chengdu610041,China）

ObjectiveThe study established an animal model of autologous tooth transplantation in dogs and aimed to explore the effects of orthodontic loading time and duration on the periodontal repair in autologous tooth transplantation.Methods12 Beagle dogs were selected and grouped random ly in this research.Four first premolar teeth in every dog were carried on autologous transplant operation.These teeth were exerted the orthodontic force after the operation in 2,4,8 and 12 weeks respectively.The loading duration was 1,2 and 4 weeks respectively.We examined the dental and periodontal tissue samples in first premolar teeth by histological study,measured root absorption rate and analyzed reconstruction condition of periodontal tissue with statistical methods.Results Root absorption rates of the experimental group which was exerted the orthodontic force were lower than those of the control group.The difference between two groups had statistical significance（P＜0.05）.Root absorption rates in different levels of orthodontic loading time（X）and the duration（Y）had no statistical significance（P＞0.05）,but these two factors had interaction effect（PX×Y＜0.05）.ConclusionOrthodontic force contributes to the improvement of root absorption and reconstruction of periodontal tissue in transplant teeth.The orthodontic loading time and the duration have no obvious effect on root absorption rate of transplant teeth.WhenXis two weeks andYis four weeks,it is most beneficial for the reconstruction effect of periodontal tissues in transplant teeth.

orthodontic loading； autologous tooth transplantation； periodontal repair

R 783.5

A

10.3969/j.issn.1000-1182.2011.03.004

1000－1182（2011）03－0237-05

2010-07-06；

2011-01-12

中国博士后科学基金资助项目（20090451410）；山东省科技攻关基金资助项目（2008GG30002007）

孙慧芳（1984—），女，山东人，硕士

郭泾，Tel：0531-88382070