正畸扭转力对成人牙髓中TNF- α活性影响的研究

郭新星, 陈 静, 张 勇

(山东 济南: 1. 济南市口腔医院正畸科, 250001; 2. 山东大学口腔医院, 250012)

正畸扭转力对成人牙髓中TNF- α活性影响的研究

郭新星1, 陈 静2, 张 勇1

(山东 济南: 1. 济南市口腔医院正畸科, 250001; 2. 山东大学口腔医院, 250012)

目的: 通过TNF- α的活性变化来评价正畸扭转力对成人牙髓组织状况的影响。方法：随机选取矫治设计为拔除两侧上颌第一前磨牙的20～28岁患者56例，共112个牙，随机分为实验组(n=96)和对照组(n=16)。实验组根据交互牵引正畸扭转力值的不同又分为4、6、8盎司组，分别于加力1、2、3、4周时拔牙并取牙髓标本；对照组不加力，分别于实验组相同时间内拔牙并取牙髓标本。用光度酶联免疫分析法(ELISA)测定牙髓中TNF- α的含量及牙髓在矫治过程中的变化。结果：4、6盎司组在扭转力加载1、2、3周时TNF- α含量基本无变化; 持续加载4周后，TNF- α含量增加(P<0.05)。8盎司组在持续扭转力作用2周后，TNF- α含量迅速增加到最大(P<0.05), 3周时，TNF-α含量减低，与对照组相比无统计学差异(P>0.05)。结论：持续扭转力过大或时间过长可能会引起牙髓TNF-α的活性变化。

扭转; 牙髓; 肿瘤坏死因子-α(TNF- α); 正畸

[DOI] 10.15956/j.cnki.chin.j.conserv.dent.2015.10.009

[Chinese Journal of Conservative Dentistry,2015,25(10): 615]

成人正畸患者由于生理和心理特征有别于青少年，正畸医师在设计成人矫正方法时，应综合考虑功能、美观、稳定、牙体牙周健康及患者对矫正器的心理和生理承受能力等[1]，尤其应关注其牙周组织对正畸力的反应[2]。但正畸力引起的组织变化不仅发生于牙周组织，也发生于牙髓组织，应力在导致牙周环境改变的同时，使牙髓处于应激状态。有学者认为，施加正畸力后可立即出现轻度牙髓反应，而较轻的正畸力不会对牙髓产生病理损害[3-5]。但如果正畸力过大，牙髓呼吸率、血流改变或充血均可导致牙髓的医源性损伤，这种损伤变化从简单的坏死可发展为严重的牙内吸收[6]。因此，本研究拟通过了解牙髓中肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor alpha ，TNF- α)活性变化来评价不同力值的正畸扭转力对成人牙髓组织状态的影响，以期为临床治疗提供参考。

1 材料和方法

1.1 主要材料和设备

人TNF- α检测试剂盒(武汉博士德)；酶标仪(伯乐-680)、洗板机(伯乐-1575)(BIO- RAD,美国)；电子分析天平(BP221S型，Sartorius，德国)；高速匀浆机(POLY TRON PT-2100，POLY TRON,美国)；台式高速冷冻离心机(TLL- C，北京四环科学)；微量振荡器(WZ- 2A，北京海淀电子医疗)；全自动生化分析仪(Bayer Eexpress Plus，德国)；全自动血流变快测仪(FASCO-3010，重庆大学维多生物研究所)；2.0液氮罐(15 L)(新乡豫新航空低温容器)。

1.2 临床资料

在我院临床正畸患者中随机选取矫治设计为需拔除上、下颌第一前磨牙的患者56例，其中男28例，女28例，年龄20～28岁。纳入标准：①无全身性疾病，近期未服用任何药物；②无夜磨牙病史，无咀嚼硬食习惯；③第一前磨牙位置、发育正常，扭转<15°。本实验经医院伦理审查委员会批准(批准号: 200802)，所有参与患者均知情同意。

1.3 方法

1.3.1 建立牙齿移动模型

所有患者上、下颌4个第一磨牙常规分牙1周后，粘结带环。以上颌第一前磨牙为实验牙，进行常规分牙1周后，远中邻面去釉约 0.5 mm，抛光；颊、舌侧均粘结舌侧扣，且舌侧扣位置水平连线与颊舌侧冠中心点水平连线一致(图1)。然后将56例患者共112个牙，随机分为实验组(n=96)和对照组(n=16)。

图1 实验加力装置

实验组：根据每位患者上颌第一前磨牙采用交互牵引正畸扭转力值的不同分为4、6、8盎司组(n=32)；每个加力组根据加力时间的不同又分为1、2、3、4周组(n=8)，分别于加力1、2、3、4周时拔牙。对照组：不加力,分别于实验组相同时间点拔牙，每个时间段拔除2例(4个牙)。

1.3.2 牙髓收集及TNF- α含量的测定

实验组和对照组拔除的牙齿,立即放入-196 ℃ 液氮中保存，待实验结束后，在喷水条件下用金钢砂针沿牙体纵轴磨两条相对的沟,然后用钳沿纵沟迅速剖开并取出牙髓，立即放入预先称重的EP管内置-70 ℃冰箱速冻保存。

在1 d内将冷冻保存的牙髓组织标本解冻融化,称重，每份标本加入150 μL的PBS缓冲液(pH=7.4), 室温下研磨10 min，然后在微量振荡器上振荡1 h，用台式高速冷冻离心机，于4 ℃下匀浆, 11 000 r/min 离心10 min, 取上清液，用光度酶联免疫分析法(ELISA夹心法)测定TNF- α于450 nm波长处的OD值。

1.3.3 TNF- α含量的计算

计算标准品和样品的OD平均值,用标准品的浓度与OD值绘制标准曲线(图2)。每份标本单位重量的TNF- α(pg/mg)用以下公式计算。

TNF- α质量(pg)=TNF- α(pg/mL)×0.15(mL)

图2 标准曲线图

1.4 统计学分析

采用SPSS 11.5软件对数据进行分析。多个样本均数的比较采用完全随机设计的One- Way ANOVA方差分析,两两之间比较采用t检验。检验水准α=0.05。

2 结果

4、6盎司组在扭转力加载1、2、3周时TNF- α含量基本无变化；持续加载4周后TNF- α含量增加，与1、2、3周相比差异具有统计学意义(P<0.05)。

8盎司组在持续扭转力作用2周后，TNF- α含量迅速增加到最大(1.25±0.29) pg/mg, 与1、3、4周相比差异有统计学意义(P<0.05); 3周时，TNF- α含量。与4周时基本持平，且与对照组比较无统计学差异(P>0.05)。提示，成人在扭转力加大到8盎司时，相对4、6盎司的力值，牙髓的炎性反应提前1周出现(表1)。

表1 成人不同加力组各个时段TNF- α的活性均值 (pg/mg)

小写字母为相同加力组内不同时段相比，大写字母为同时段内不同加力组相比；不同字母组间P<0.05，相同字母为P>0.05

3 讨论

牙髓为结缔组织，其损伤反应首要的变化是炎症细胞的聚集与活化，特别是单核-巨噬细胞的活化; 由此而产生的多种细胞因子是损伤反应微环境的动态调节因子。巨噬细胞被激活后可释放TNF- α, 有研究表明，TNF- α是诱导炎症细胞反应中的最初介质,具有广泛的生物学效应,可活化各种炎细胞,减低血管张力,增加血管通透性[7]。TNF- α对内皮细胞有趋化作用，诱导胶原形成毛细血管样结构，可直接生成血管，从而增加组织氧化和促进成纤维细胞的成熟[8]。另有学者发现，TNF- α能促进内皮细胞分化彼此而相连形成贯通的血管[9]。在牙周炎发生发展过程中TNF- α参与了各种炎症反应的发生，其作用机制可能为: 刺激粘附分子，趋化因子的表达和炎性介质的产生从而启动炎症反应;刺激成纤维细胞产生胶原酶导致结缔组织的破坏和骨吸收;刺激基质细胞的凋亡从而限制牙周组织的修复[10-11]。但迄今为止，牙齿受到正畸扭转力作用后牙髓的修复反应机制仍不清楚。通过测定不同力值的正畸扭转力对牙髓中TNF- α活性的变化，可以发现正畸扭转力对成人牙髓组织状态的影响。

本结果表明，4、6盎司的扭转力作用于成人牙齿，牙髓炎性反应较低，且经过1个正畸复诊周期(1个月)后，牙髓炎性反应仍未恢复到正常，其原因主要与成人牙齿及牙周组织的增龄性变化有关[12-13],在牙齿承受正畸力后，起始阶段牙周组织的反应必然会比青少年迟缓的多。青少年正畸时牙齿移动快速而有效,特别是在牙根未完全形成的恒牙萌出阶段，而成人正畸牙开始移动较慢,但移动一经开始,则移动较快而有效[14]; 这主要是因为在牙周组织反应方面，成人可能滞后两周从而达到青少年同样的“增殖”状态且透明样变期延长[15]。

有研究表明[16]：成人牙髓组织中TNF- α活性在正常组为(0.03±0.02) pg/mg；在慢性牙髓炎组为(0.96±0.46) pg/mg；在急性牙髓炎组为(1.23±0.76) pg/mg；本结果显示，对照组TNF- α含量与以上研究结果相比略高， 8盎司持续扭转力作用2周的TNF- α含量(1.25±0.29) pg/mg高于上述急性牙髓炎组。说明，加大持续扭转力的力值达到8盎司时，加快了牙髓组织的炎性反应，随之牙髓的炎症、免疫应答超出正常水平，同时影响了牙髓细胞的增殖、修复。提示，对于成人， 8盎司的持续扭转力过大，除了不利于牙髓的健康外，也可能会增加牙周组织损伤等其他并发症的出现。

本结果显示，不同实验组的扭转力值，在1、3周时TNF- α含量差别不大；持续加力2周时，8盎司组TNF- α含量明显高于4、6盎司组，则4、6盎司组TNF- α含量无明显差异；成人在经过8盎司的持续扭转力作用后，对牙髓带来的微损伤高于4、6盎司组，但TNF- α活性的恢复却比4、6盎司组要快一些，这可能是因为TNF- α不仅可诱导炎症细胞反应，同时也能局限细胞损害和促进创伤组织修复与改建。也正是由于TNF- α的这一特性，使得成人在8盎司的持续扭转力作用后的3～4周时TNF- α活性稳定在正常水平上。由此我们建议：成人正畸临床治疗中，持续扭转力的大小是否会对牙髓活性产生损害，关键是在于牙齿受到持续扭转力1～2周时的牙髓状态，扭转力的大小需低于8盎司。

综上所述,在扭转力的持续作用下，牙髓的活性情况与炎症细胞因子TNF- α含量之间存在着一定的相关性。但牙髓活性的发生发展并非由某些细胞因子单一作用的结果, TNF- α参与牙髓炎性反应的作用机制比较复杂。因此，需进行进一步的实验，为临床应用提供参考。

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The effect of orthodontic torsional force on TNF- α expression in adult dental pulps

GUO Xin- xing*, CHEN Jing, ZHANG Yong

(*DepartmentofOrthodontics,JinanStomatologicalHospital,Jinan250001,China)

AIM: To investigate the effects of orthodontic torsional force on TNF- α expression in adult dental pulps. METHODS： 112 maxillary first premolars in 56 adult orthodontic patients were randomly divided into experimental group (n=96) and control group (n=16). The teeth in experimental group were added with 4, 6, and 8 ounces orthodontic torsional force for 1, 2, 3 and 4 w respectively(n=8). At the end of the treatment, the teeth were extracted and dental pulp tissues were removed. TNF- α expression in the dental pulps were detected by ELISA. RESULTS: In 4 and 6 ounce torsional force treatment groups TNF- α expression did not show any change up to 3 w， but increased at the end of 4 w in the 2 groups(P<0.05). However, TNF- α expression significantly increased at the end of 2 w in the 8 ounce torsional force treatment group(P<0.05), and decreased to control level at the end of 3 and 4 w. CONCLUSION: Torsional force may change TNF- α expression in adult dental pulp.

torsional force; dental pulp; TNF- α; orthodontic treatment

2014-08-26;

2015-01-04

济南市科技卫生计划项目(2008-31)

郭新星(1979-)，男，汉族，山东招远人。硕士，主治医师

郭新星，E-mail：gxx626@126.com

R780.2

A

1005-2593(2015)10-0615-04