咬合垂直距离升高对大鼠颞下颌关节组织形态学的影响

谷 旭 柳成林 张国权 杨 皓

解放军第208医院461临床部，吉林长春 130021

临床上，通常把上下颌牙尖交错位时面下1/3的高度定义为咬合垂直距离（occlusal vertical dimention，OVD）。在口腔修复治疗工作中，因其正确与否往往决定了义齿修复的成功与失败，故备受关注[1]。虽然研究显示，咬合距离的异常与颞下颌关节紊乱病关系密切，常常会引起咀嚼肌疼痛、磨牙症[2]、关节弹响、开口型异常[3]以及髁突软骨改建[4]，但这些实验多针对临床或青春期的动物实验，至于咬合垂直距离升高（increased occlusal vertical dimention， iOVD）对成年动物颞下颌关节（tempromandibular joint，TMJ）组织形态学的影响鲜有报道。因此，本实验拟通过改变成年大鼠的咬合状态模拟临床中咬合距离升高，初步观察大鼠TMJ的组织形态学改变，为进一步了解咬合垂直距离升高对TMJ的影响提供一定实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

选取同源雄性10周龄Wistar大鼠12只 （吉林大学动物实验中心提供），体质量为（250±10）g，随机分为对照组和咬合升高组，每组6只。

1.2 咬合升高组处理方法

实验开始前，不给动物任何刺激，使其适应环境1周，然后参照Bresin等[5]的方法升高大鼠咬合垂直距离。麻醉条件下在大鼠下颌磨牙上直接粘接后牙用光固化复合树脂（3M，美国）合垫（长7.0 mm，宽3.0 mm），其中，上下颌第一磨牙间升高高度为2.0 mm，第二磨牙间升高高度为2.0 mm（图1）。实验时间为7 d。

1.3 标本处理

实验第7天时，测量大鼠体重，然后用0.5%戊巴比妥钠（中国医药集团上海化学试剂有限公司，批号：WS20050411）腹腔内注射麻醉，经左心室插管，40 g/L多聚甲醛灌流注大鼠，取双侧TMJ，于40 g/L多聚甲醛液中固定24 h。脱钙液中脱钙约1周，常规脱水、透明、浸蜡包埋，制备5 μm厚石蜡切片。HE染色，光镜观察。

1.4 关节盘或髁突软骨全层厚度测定

选取关节盘前带最厚部位、中带最薄部位、后带最厚部位以及各部位所对应的髁突软骨厚度进行测量[6]。以直径0.2 mm钢丝做标尺，采用Pixera PVC100C图像捕捉系统采集图像，用电子测量尺V 1.0（西安交通大学出版社）进行测量，将各组动物测量后的平均值作为该部分关节盘或髁突软骨全层的厚度值，用μm表示。

1.5 统计学方法

应用SPSS 13.0统计学软件进行数据分析，计量资料数据用均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 大鼠体重变化

实验前对照组与iOVD组大鼠体重差异无统计学意义（P>0.05），实验结束后两组动物体重亦无统计学意义（P>0.05）。 见表 1。

2.2 大鼠颞下颌关节厚度

本研究测量结果显示，实验前后，大鼠关节盘各部的厚度无明显改变（P>0.05）；而iOVD组大鼠髁突前部、中部、后部软骨全层的厚度均大于对照组（P<0.05）。见表2。

表1 实验前后两组大鼠体重比较（±s，g）

表1 实验前后两组大鼠体重比较（±s，g）

组别 只数对照组咬合升高组P值实验前 实验后66 277.01±12.60 282.31±17.37 0.735 312.29±18.96 305.43±22.31 0.893

2.3 大鼠颞下颌关节观察

2.3.1 关节盘观察 肉眼观察，两组动物关节盘呈半透明状，薄而完整，单凹面凹向髁突，无明显差异。HE染色后光镜下观察发现，对照组关节盘前、中、后3带明显，盘内纤维排列有序、致密，中带纤维呈明显的前后向走行（图2 A、B、C）；iOVD组关节盘仅见前带和后带有轻度胶原纤维松解，其余未见明显异常（图 2 D、E、F）。

2.3.2 髁突软骨观察 肉眼观察，两组髁突表面均光泽平滑、双侧形态对称，无明显差异。HE染色可见，对照组大鼠髁表面光滑，延续性好，软骨由纤维层、增殖层、肥大层及钙化软骨层组成，界限清晰，排列整齐（图 2 A、B、C）；iOVD 组前、中、后部显著增厚，具体表现为增殖层细胞数量增多，肥大层变薄，细胞排列方向凌乱，钙化软骨层厚度明显增加，可见大量钙化软骨细胞（图2 D、E、F），其中，中部髁突软骨细胞排列紊乱（图2 E，黑色箭头所示），且iOVD组髁突软骨骨小梁数量明显增多（图 2 D、E、F）。

表2 大鼠关节盘厚度及髁突软骨各带厚度的比较（±s，μm）

表2 大鼠关节盘厚度及髁突软骨各带厚度的比较（±s，μm）

组别 只数 关节盘前部 中部 后部髁突前部 中部 后部对照组咬合升高组P值66 283.57±34.53 270.11±48.12 0.821 48.26±7.32 50.69±8.21 0.880 265.14±43.29 246.32±40.56 0.574 136.75±29.43 220.61±47.29 0.003 193.14±23.49 320.87±44.83 0.001 258.41±39.45 318.67±39.27 0.005

3 讨论

Ohnuki等[7]通过在动物上下前牙间安置咬合升高装置观察抬高咬合对口合系统的影响；Akagawa等[8]在大鼠上颌第一磨牙上备洞，粘固图钉式银合金铸造嵌体覆盖上颌第一和第二磨牙以观察OVD升高后咀嚼肌的组织病理变化；但是前者更侧重于模拟正畸临床中平面导板矫治器效果，在咬合升高早期动物后牙无接触，易产生前牙咬合创伤；后者模型建立操作繁杂耗时。本研究在大鼠下磨牙上粘接树脂合垫升高垂直咬合距离，侧重于模拟临床咬合重建修复中OVD升高的效果。由于大鼠的前牙持续萌出[9]，为避免实验期间前牙伸长达到咬合，笔者将实验时间设定为7 d，整个观察期内，iOVD组大鼠的体重与对照组无显著差异 （P＞0.05），此外动物活动习惯和被毛也未见异常。该结果表明，本实验的操作对大鼠的日常活动未造成影响，应用该动物模型模拟临床修复工作中OVD升高具有可行性。

TMJ是全身唯一的联动关节，参与着咀嚼、吞咽、颌骨运动等复杂的功能活动，其功能的发挥有赖于正常的咬合关系，如果上下颌间的垂直距离发生改变，势必会影响到TMJ[10]。有研究显示，髁突软骨厚度的改变随着咬合时间的延长发生变化[4]。本实验结果也表明，大鼠后牙咬合距离增加7 d后，不仅髁突软骨后部厚度增加，前部和中部的软骨也明显增厚。这种差异可能是因为所选动物生长期不同，同时也说明成年动物在咬合升高时，会发生髁突组织形态学的改变。咬合升高时，下颌骨向下后方向旋转，同时会伴随髁突前下方的旋转[11]，这种运动轨迹的改变使得咀嚼过程中颞下颌关节所承受的应力出现变化；而且后牙咬合升高，咀嚼时上下颌咬合接触产生的力量集中在合垫抬高的磨牙区域，这种局部集中的咀嚼力会传导至颞下颌关节区域，覆盖在其表层的髁突软骨作为TMJ改建活动的主要部位[12]，随着TMJ受力情况的改变而变化：咬合抬高以后，髁突为适应其功能需要出现形态学改建。本实验HE染色发现，iOVD组大鼠髁突增殖层细胞数量增多，肥大层变薄，钙化软骨层细胞数量明显增多，厚度加大，软骨骨小梁数量也明显增多，说明应力的刺激可促使具有分化潜能的增殖带细胞增加，髁突软骨化也是适应局部力量改变的表现。但同时从本研究可以看出，iOVD组髁突中带细胞排列出现紊乱，提示升高咬合后此区域应力可能出现了集中，引起骨关节炎性改变。

本研究HE染色镜下观察发现，iOVD组动物关节盘仅局部出现胶原纤维轻度松解，而厚度没有发生明显改变。笔者认为这是富含纤维细胞和软骨细胞的髁突在咬合变化中占主导地位，而以纤维成分为主的关节盘处于相对从属地位所致。

总之，笔者通过研究证明，成年大鼠咬合垂直距离的升高会引起TMJ的组织形态学发生改变。这提示在临床修复工作中，应正确恢复患者的咬合距离，避免不良修复对TMJ乃至口合系统产生的负面影响。

[1]Millet C，Leterme A，Jeannin C，et al.Vertical dimension in the treatment of the edentulous patient[J].Rev Stomatol Chir Maxillofac，2010，111（5-6）：315-330.

[2]Christensen J.Effect of occlusion-raising procedures on the chewing system[J].Dent Pract Dent Rec，1970，20（7）：233-238.

[3]Oginni AO，Oginni FO，Adekoya-Sofowora CA.Signs and symptoms of temporomandibular disorders in Nigerian adult patients with and without occlusal tooth wear[J].Community Dent Health，2007，24（3）：156-160.

[4]张红梅，丁寅，王欢，等.升高咬合对青春期大鼠髁突软骨改建的影响[J].第四军医大学学报，2007，28（06）：524-526.

[5]Bresin A，Bagge U，Kiliaridis S.Adaptation of normal and hypofunctional masseter muscle after bite-raising in growing rats[J].Eur J Oral Sci，2000，108（6）：493-503.

[6]陈金武，王美青，刘晓东.咬合紊乱对髁突软骨影响的动物实验研究[J].中华口腔医学杂志，2003，38（2）：103-105.

[7]Ohnuki Y，Kawai N，Tanaka E，et al.Effects of increased occlusal vertical dimension on daily activity and myosin heavy chain composition in rat jaw muscle[J].Arch Oral Biol，2009，54（8）：783-789.

[8]Akagawa Y，Nikai H，Tsuru H.Histologic changes in rat masticatory muscles subsequent to experimental increase of the occlusal vertical dimension[J].J Prosthet Dent，1983，50（5）：725-732.

[9]Kiliaridis S.The relationship between masticatory function and craniofacial morphologyⅢ.The eruption pattern of the incisors in the growing rat fed a soft diet[J].Eur J Orthod，1986，8（2）：71-79.

[10]井磊，徐立方，于世斌，等.咬合垂直距离降低对大鼠髁突软骨和软骨下骨形态学影响的初步研究[J].牙体牙髓牙周病学杂志，2011，21（4）：225-228.

[11]Conti PC，Santos CN，Kogawa EM，et al.The treatment of painful temporomandibular joint clicking with oral splints：A randomized clinical trial[J].J Am Dent Assoc，2006，137（8）：1108-1114.

[12]Mulder L，Van Groningen LB，Potgieser YA，et al.Regional differences in architecture and mineralization of developing mandibular bone[J].Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol，2006，288（9）：954-961.