正畸力作用下龈沟液中碱性成纤维细胞生长因子和白细胞介素-6表达变化的研究

秦勤秦德川郑嵘吴立鹏

(1.佳木斯大学口腔医学院,黑龙江佳木斯154007;2.泰山医学院口腔医学院,山东泰安271000)

龈沟液 (gingivalcrevicular fluid)是指从牙龈结缔组织深入到龈沟内的液体,当牙齿受到正畸力这一机械外力作用时,牙周组织就会发生相应的生物学反应使龈沟液中的某些化学成分发生变化[1]。龈沟液中细胞因子含量的变化,说明正畸力对龈沟液有影响,从而间接证实了正畸力对牙周组织改建的影响[2]。本研究通过应用酶联免疫吸附试验(ELISA)方法检测正畸力作用下人龈沟液 (GCF)中bFGF和IL-6含量的动态变化,初步探讨bFGF和IL-6在正畸牙移动过程中正畸力对牙周组织改建的影响,为临床矫治提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象

收集2017年5月至2017年8月期间,在泰山医学院正畸科门诊就诊的患者12例,其中男性6例,女性6例,年龄19～25岁,平均20.8岁。患者均为需拔除上颌第一前磨牙拉尖牙向远中的恒牙牙合,尖牙无明显错位。纳入标准： (1)身体健康,无全身系统性疾病及任何传染性疾病;(2)近3个月未曾服用任何药物;(3)牙周健康,无牙周病史,无牙龈红肿和探诊出血,牙周袋探诊深度≤3 mm,X线示牙槽骨无病理性改变; (4)无正畸治疗史;(5)无吸烟史;(6)患者及家长自愿参加本研究,依从性好。如实告知患者所做工作、治疗风险及并发症,患者均签署知情同意书,研究方案经医院医学伦理委员会批准。受试者用直丝弓固定矫治器排齐牙列后,在左上尖牙施加150 g的远中初始力。加力装置采用弹性橡皮链,左上第一磨牙为作用点,正畸专用测力计测量力值。

1.2 龈沟液的收集

采用40#吸潮纸尖,收集患者正畸牙齿加力前与加力后1、3、7、14、28 d时的龈沟液。嘱患者用生理盐水常规漱口,放置开口器,棉卷隔湿取样牙,用探针去除牙面软垢及菌斑,然后用无菌棉球擦干实验牙颈部,用气枪沿牙面向冠方轻吹,吹干牙及周围牙龈粘膜,轻轻插入尖牙的远中邻面靠颊侧前庭沟处的龈沟直至有阻力时停止,放置1 min后取出,同一部位取5次,若沾有血迹则弃去重取。将采集的样本密封于EP管后称重,于-80℃冰箱冻存。样本全部收集完后,应用离心洗提法回收滤纸条上的龈沟液,应用ELISA法测定龈沟液中bFGF和IL-6的含量。

1.3 牙周临床指标记录

由于牙周检查可能会对龈沟液产生影响,因此牙周临床指标记录在取样后进行。要求患者牙周状况达到：茵斑指数 (plaque index,PLI)≤2,出血指数 (bleeding index,BI)≤1,牙周探诊深度(probing depth,PD)≤3。所有的牙周临床指标检查和记录均由同一名医师完成。

1.4 检测方法

通过双抗体夹心法测定龈沟液中bFGF和IL-6的浓度。按照ELISA试剂盒的操作步骤进行操作,样本室温下解冻,标准品稀释、加样、加酶、显色、终止、测定等,最后绘制标准曲线计算样本浓度。

1.5 统计学方法

用SPSS25.0软件进行分析,通过重复测量的方差分析比较加力前及加力后各时间点GCF中bFGF和IL-6的含量变化,两两比较采用SNK,结果用均数±标准差(±s)表示,P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 尖牙远移过程中bFGF在GCF中的水平变化

采用单因素重复测量分析方法。各数据服从正态分布 (P＞0.05)。经球形假设检验Mauchly's因变量方差协方差矩阵不相等,通过Greenhouse-Geisser方法矫正。

以加力前GCF中bFGF的含量为基线。bFGF在正畸牙齿移动过程中GCF中的水平也呈现动态变化,加力1 d后升高 (P＞0.05),3 d时达到峰值 (P＜0.05),然后下降,14 d时恢复到加力前水平 (P＞0.05)(表1、 图1)。

表1 GCF中的IL-6和bFGF水平(±s)

表1 GCF中的IL-6和bFGF水平(±s)

注：单因素重复测量分析之整体比较,数据经球形性检验后以Greenhouse-Geisser系数进行自由度调整

组别 例数IL-6 bFGF 0.000 0.000 0 d 12 3.104±0.497 1.492±0.072 1 d 12 4.711±0.754 1.775±0.091 3 d 12 4.404±0.701 3.032±0.187 7 d 12 3.887±0.647 2.617±0.163 14 d 12 3.141±0.492 1.813±0.138 28 d 12 3.023±0.533 1.378±0.071 F值 282.504 71.906 P值

图1 正畸牙齿早期龈沟液中bFGF的表达水平

2.2 尖牙远移过程中IL-6在GCF中的水平变化

以加力前GCF中IL-6的含量为基线。IL-6在正畸牙齿移动过程中GCF中的水平呈现动态变化,24 h内显著升高并达到峰值 (P＜0.05),之后开始下降,14 d时基本恢复到加力前水平 (P＞0.05)(表1、 图2)。

图2 正畸牙齿移动早期龈沟液中IL-6的表达水平

3 讨 论

正畸力施加在牙齿上,并通过牙周膜把机械力传导到牙槽骨,引起整个牙体牙周组织发生一系列的变化。机械力作用下正畸牙齿移动的生物学基础就是牙周组织的改建[3]。机械负荷会改变牙周组织的血管性和血流,从而导致局部合成和释放各种分子,如细胞因子,生长因子,酶和神经传递物,参与骨组织的降解破坏及愈合重建,诱导和调节骨吸收和骨再生。在连续反应和释放物质的基础上,一些生物活性分子被提出作为生物标记,以便更好的了解正畸牙移动所涉及的生物过程,改善治疗,减少不良副作用。因此正畸过程中牙周组织的重建程度,通过监测某些生化介质的水平,是临床上有用的方法,因为它们在牙齿运动中甚至在组织损伤中都有着重要作用[4]。而检测龈沟液中的相关成分则有助于确定牙齿移动过程中牙周组织的重塑状况,检测正畸治疗效果[1]255-257。

碱性成纤维细胞生长因子 (basic fibroblast growth factor,bFGF),是牙周组织改建的重要指标,广泛分布于牙周组织和细胞、细胞外基质中,它是成纤维细胞生长因子家族中的一员,参与胚胎发育、血管生成、损伤修复、神经再生、肿瘤生长等多项生理及病理过程[5]。在牙齿移动过程中伴随着血管变化与成纤维细胞和成骨细胞的增值和分化,bFGF也会随之而变化[6]。葛少华等人[7]研究证实bFGF可促进牙周细胞的增殖,抑制细胞的分化成熟,从而促进牙周再生。常少海等人[8]在对大鼠正畸牙模型的研究中发现,正畸力作用下bFGF在大鼠的牙周组织中表达强于对照组。而张燎等人[9]建立兔子正畸牙移动模型的研究中检测到实验组牙周组织中bFGF较对照组有显著性改变。本研究结果发现：在正畸力作用下,龈沟液中bFGF的表达升高后下降,但随时间波动变化不大,处于相对稳定的水平,14 d时就已恢复到加力前水平,提示正畸治疗引起的牙周组织炎症在生理限度内,bFGF可能参与机械力诱导的牙周组织重建过程。

白细胞介素6与牙周炎的关系十分密切,是一种来源广泛的多功能细胞因子,由一条多肽单链组成,可由成纤维细胞、上皮细胞、单核巨噬细胞、成骨细胞等细胞合成分泌,在骨吸收和骨沉积的相互联系中起着至关重要的作用,当细菌及其它致病因子初期作用于牙周组织时,IL-6具有一定的保护机体的作用,然而IL-6分泌增多时会产生明显的致炎作用,加速牙周炎的发生和发展[10]。Johnson等[11-12]运用ELISA等免疫学方法测出,龈沟深度≤3 mm的健康人的正常牙周组织中含有微量的IL-6,而在牙周袋深度＞3 mm的牙周炎患者中,相应部位的IL-6分泌量明显增多,而且与袋深显著相关。McGee等[12]865发现牙周炎的越严重,牙周组织中IL-6变化愈加活跃,逐渐升高,因而推荐以IL-6的比例作为牙周炎活动性及严重性的指标。本研究发现：龈沟液中IL-6的表达先增加,后下降,提示IL-6可能参与机械力诱导的牙周组织重建过程。且与牙周炎患者龈沟液中IL-6的表达水平相比,正畸过程中的IL-6的浓度在峰值表达较小,14 d时已恢复到加力前水平,浓度变化相对稳定,说明此时的牙移动引起的牙周组织变化可能是生理性的,而且是在正畸的开始阶段,是牙周组织对正畸力作用刺激的反应,并非牙周组织的病理表现,不会产生病理性的不良后果。

本研究结果显示了作为机体内的重要炎症因子,bFGF和IL-6的表达水平呈现先升高后下降的趋势,可以有效判断正畸牙齿移动过程中牙周组织对正畸力的反应和炎症状况。同时说明临床上采用150 g的正畸力牵引尖牙向远中移动是安全的。但由于研究对象以及样本量的有限性,本研究并不能说明牙齿移动过程中龈沟液中bFGF和IL-6水平在不同年龄段患者中的表达差异。而bFGF和IL-6与牙齿移动距离,速度等的相关性也值得进一步研究。