正畸扭轉力對成人牙髓中TNF- α活性影響的研究

郭新星, 陳 靜, 張 勇

(山東 濟南: 1. 濟南市口腔醫院正畸科, 250001; 2. 山東大學口腔醫院, 250012)

正畸扭轉力對成人牙髓中TNF- α活性影響的研究

郭新星1, 陳 靜2, 張 勇1

(山東 濟南: 1. 濟南市口腔醫院正畸科, 250001; 2. 山東大學口腔醫院, 250012)

目的: 通過TNF- α的活性變化來評價正畸扭轉力對成人牙髓組織狀況的影響。方法：隨機選取矯治設計為拔除兩側上頜第一前磨牙的20～28歲患者56例，共112個牙，隨機分為實驗組(n=96)和對照組(n=16)。實驗組根據交互牽引正畸扭轉力值的不同又分為4、6、8盎司組，分別于加力1、2、3、4周時拔牙并取牙髓標本；對照組不加力，分別于實驗組相同時間內拔牙并取牙髓標本。用光度酶聯免疫分析法(ELISA)測定牙髓中TNF- α的含量及牙髓在矯治過程中的變化。結果：4、6盎司組在扭轉力加載1、2、3周時TNF- α含量基本無變化; 持續加載4周后，TNF- α含量增加(P<0.05)。8盎司組在持續扭轉力作用2周后，TNF- α含量迅速增加到最大(P<0.05), 3周時，TNF-α含量減低，與對照組相比無統計學差異(P>0.05)。結論：持續扭轉力過大或時間過長可能會引起牙髓TNF-α的活性變化。

扭轉; 牙髓; 腫瘤壞死因子-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別于青少年，正畸醫師在設計成人矯正方法時，應綜合考慮功能、美觀、穩定、牙體牙周健康及患者對矯正器的心理和生理承受能力等[1]，尤其應關注其牙周組織對正畸力的反應[2]。但正畸力引起的組織變化不僅發生于牙周組織，也發生于牙髓組織，應力在導致牙周環境改變的同時，使牙髓處于應激狀態。有學者認為，施加正畸力后可立即出現輕度牙髓反應，而較輕的正畸力不會對牙髓產生病理損害[3-5]。但如果正畸力過大，牙髓呼吸率、血流改變或充血均可導致牙髓的醫源性損傷，這種損傷變化從簡單的壞死可發展為嚴重的牙內吸收[6]。因此，本研究擬通過了解牙髓中腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor alpha ，TNF- α)活性變化來評價不同力值的正畸扭轉力對成人牙髓組織狀態的影響，以期為臨床治療提供參考。

1 材料和方法

1.1 主要材料和設備

人TNF- α檢測試劑盒(武漢博士德)；酶標儀(伯樂-680)、洗板機(伯樂-1575)(BIO- RAD,美國)；電子分析天平(BP221S型，Sartorius，德國)；高速勻漿機(POLY TRON PT-2100，POLY TRON,美國)；臺式高速冷凍離心機(TLL- C，北京四環科學)；微量振蕩器(WZ- 2A，北京海淀電子醫療)；全自動生化分析儀(Bayer Eexpress Plus，德國)；全自動血流變快測儀(FASCO-3010，重慶大學維多生物研究所)；2.0液氮罐(15 L)(新鄉豫新航空低溫容器)。

1.2 臨床資料

在我院臨床正畸患者中隨機選取矯治設計為需拔除上、下頜第一前磨牙的患者56例，其中男28例，女28例，年齡20～28歲。納入標準：①無全身性疾病，近期未服用任何藥物；②無夜磨牙病史，無咀嚼硬食習慣；③第一前磨牙位置、發育正常，扭轉<15°。本實驗經醫院倫理審查委員會批準(批準號: 200802)，所有參與患者均知情同意。

1.3 方法

1.3.1 建立牙齒移動模型

所有患者上、下頜4個第一磨牙常規分牙1周后，粘結帶環。以上頜第一前磨牙為實驗牙，進行常規分牙1周后，遠中鄰面去釉約 0.5 mm，拋光；頰、舌側均粘結舌側扣，且舌側扣位置水平連線與頰舌側冠中心點水平連線一致(圖1)。然后將56例患者共112個牙，隨機分為實驗組(n=96)和對照組(n=16)。

圖1 實驗加力裝置

實驗組：根據每位患者上頜第一前磨牙采用交互牽引正畸扭轉力值的不同分為4、6、8盎司組(n=32)；每個加力組根據加力時間的不同又分為1、2、3、4周組(n=8)，分別于加力1、2、3、4周時拔牙。對照組：不加力,分別于實驗組相同時間點拔牙，每個時間段拔除2例(4個牙)。

1.3.2 牙髓收集及TNF- α含量的測定

實驗組和對照組拔除的牙齒,立即放入-196 ℃ 液氮中保存，待實驗結束后，在噴水條件下用金鋼砂針沿牙體縱軸磨兩條相對的溝,然后用鉗沿縱溝迅速剖開并取出牙髓，立即放入預先稱重的EP管內置-70 ℃冰箱速凍保存。

在1 d內將冷凍保存的牙髓組織標本解凍融化,稱重，每份標本加入150 μL的PBS緩沖液(pH=7.4), 室溫下研磨10 min，然后在微量振蕩器上振蕩1 h，用臺式高速冷凍離心機，于4 ℃下勻漿, 11 000 r/min 離心10 min, 取上清液，用光度酶聯免疫分析法(ELISA夾心法)測定TNF- α于450 nm波長處的OD值。

1.3.3 TNF- α含量的計算

計算標準品和樣品的OD平均值,用標準品的濃度與OD值繪制標準曲線(圖2)。每份標本單位重量的TNF- α(pg/mg)用以下公式計算。

TNF- α質量(pg)=TNF- α(pg/mL)×0.15(mL)

圖2 標準曲線圖

1.4 統計學分析

采用SPSS 11.5軟件對數據進行分析。多個樣本均數的比較采用完全隨機設計的One- Way ANOVA方差分析,兩兩之間比較采用t檢驗。檢驗水準α=0.05。

2 結果

4、6盎司組在扭轉力加載1、2、3周時TNF- α含量基本無變化；持續加載4周后TNF- α含量增加，與1、2、3周相比差異具有統計學意義(P<0.05)。

8盎司組在持續扭轉力作用2周后，TNF- α含量迅速增加到最大(1.25±0.29) pg/mg, 與1、3、4周相比差異有統計學意義(P<0.05); 3周時，TNF- α含量。與4周時基本持平，且與對照組比較無統計學差異(P>0.05)。提示，成人在扭轉力加大到8盎司時，相對4、6盎司的力值，牙髓的炎性反應提前1周出現(表1)。

表1 成人不同加力組各個時段TNF- α的活性均值 (pg/mg)

小寫字母為相同加力組內不同時段相比，大寫字母為同時段內不同加力組相比；不同字母組間P<0.05，相同字母為P>0.05

3 討論

牙髓為結締組織，其損傷反應首要的變化是炎癥細胞的聚集與活化，特別是單核-巨噬細胞的活化; 由此而產生的多種細胞因子是損傷反應微環境的動態調節因子。巨噬細胞被激活后可釋放TNF- α, 有研究表明，TNF- α是誘導炎癥細胞反應中的最初介質,具有廣泛的生物學效應,可活化各種炎細胞,減低血管張力,增加血管通透性[7]。TNF- α對內皮細胞有趨化作用，誘導膠原形成毛細血管樣結構，可直接生成血管，從而增加組織氧化和促進成纖維細胞的成熟[8]。另有學者發現，TNF- α能促進內皮細胞分化彼此而相連形成貫通的血管[9]。在牙周炎發生發展過程中TNF- α參與了各種炎癥反應的發生，其作用機制可能為: 刺激粘附分子，趨化因子的表達和炎性介質的產生從而啟動炎癥反應;刺激成纖維細胞產生膠原酶導致結締組織的破壞和骨吸收;刺激基質細胞的凋亡從而限制牙周組織的修復[10-11]。但迄今為止，牙齒受到正畸扭轉力作用后牙髓的修復反應機制仍不清楚。通過測定不同力值的正畸扭轉力對牙髓中TNF- α活性的變化，可以發現正畸扭轉力對成人牙髓組織狀態的影響。

本結果表明，4、6盎司的扭轉力作用于成人牙齒，牙髓炎性反應較低，且經過1個正畸復診周期(1個月)后，牙髓炎性反應仍未恢復到正常，其原因主要與成人牙齒及牙周組織的增齡性變化有關[12-13],在牙齒承受正畸力后，起始階段牙周組織的反應必然會比青少年遲緩的多。青少年正畸時牙齒移動快速而有效,特別是在牙根未完全形成的恒牙萌出階段，而成人正畸牙開始移動較慢,但移動一經開始,則移動較快而有效[14]; 這主要是因為在牙周組織反應方面，成人可能滯后兩周從而達到青少年同樣的“增殖”狀態且透明樣變期延長[15]。

有研究表明[16]：成人牙髓組織中TNF- α活性在正常組為(0.03±0.02) pg/mg；在慢性牙髓炎組為(0.96±0.46) pg/mg；在急性牙髓炎組為(1.23±0.76) pg/mg；本結果顯示，對照組TNF- α含量與以上研究結果相比略高， 8盎司持續扭轉力作用2周的TNF- α含量(1.25±0.29) pg/mg高于上述急性牙髓炎組。說明，加大持續扭轉力的力值達到8盎司時，加快了牙髓組織的炎性反應，隨之牙髓的炎癥、免疫應答超出正常水平，同時影響了牙髓細胞的增殖、修復。提示，對于成人， 8盎司的持續扭轉力過大，除了不利于牙髓的健康外，也可能會增加牙周組織損傷等其他并發癥的出現。

本結果顯示，不同實驗組的扭轉力值，在1、3周時TNF- α含量差別不大；持續加力2周時，8盎司組TNF- α含量明顯高于4、6盎司組，則4、6盎司組TNF- α含量無明顯差異；成人在經過8盎司的持續扭轉力作用后，對牙髓帶來的微損傷高于4、6盎司組，但TNF- α活性的恢復卻比4、6盎司組要快一些，這可能是因為TNF- α不僅可誘導炎癥細胞反應，同時也能局限細胞損害和促進創傷組織修復與改建。也正是由于TNF- α的這一特性，使得成人在8盎司的持續扭轉力作用后的3～4周時TNF- α活性穩定在正常水平上。由此我們建議：成人正畸臨床治療中，持續扭轉力的大小是否會對牙髓活性產生損害，關鍵是在于牙齒受到持續扭轉力1～2周時的牙髓狀態，扭轉力的大小需低于8盎司。

綜上所述,在扭轉力的持續作用下，牙髓的活性情況與炎癥細胞因子TNF- α含量之間存在著一定的相關性。但牙髓活性的發生發展并非由某些細胞因子單一作用的結果, TNF- α參與牙髓炎性反應的作用機制比較復雜。因此，需進行進一步的實驗，為臨床應用提供參考。

[1]傅民魁. 口腔正畸學[M]. 6 版 . 北京，人民衛生出版社，2012:298-301.

[2]Nicolay O，Fine J. Orthodontic and periodontal considerations in treatment of adult patients[J].NYstateDentJ，1999，65(8):34-37.

[3]Sübay RK, Kaya H, Tarim B,etal. Response of human pulpal tissue to orthodontic extrusive applications [J].JEndod, 2001,27(8):508-511.

[4]Mostafa YA, Iskander KG, El- Mangoury NH. Iatrogenic pulpal reactions to orthodontic extrusion [J].AmJOrthodDentofacialOrthop, 1991, 99 (1): 30-34.

[5]段銀鐘, 陳華, 張巧余. 不同力值移動猴牙后牙髓組織變化[J]. 華西口腔醫學雜志, 1990, 8(3): 172-173,234.

[6]韓光紅,李男男, 胡敏. 正畸力作用下牙髓變化的研究進展[J]. 國際口腔醫學雜志，2012,39(5):653-660.

[7]王翠榮, 范海燕. 齲齒牙髓組織中腫瘤壞死因子-α的檢測[J]. 現代口腔醫學雜志, 2006,20(3):272-273.

[8]劉軍,何大為,曹志中,等. IL- 8和TNF- α在創傷后牙髓組織中表達的實驗研究[J]. 口腔醫學研究，2004，20(2):159-161.

[9]Adorini L,Sinigaglia F. Pathogenesis and immunotherapy of autoimmune diseases[J].ImmunolToday,1997,18(5):209-211.

[10]Ma YC, Zuo L, Chen JH,etal. Modified glomerular filtration rate estimating equation for Chinese patients with chronic kindey disease[J].JAmSocNephrol, 2006,17(9):2937-2944.

[11]鄒育海,肖 飛,葉麗麗,等.中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白濃度對冠狀動脈狹窄程度的影響[J]. 實用醫學雜志, 2010，26(12):2146-2148.

[12]于世鳳.口腔組織病理學[M]. 北京：人民衛生出版社，2007：69.

[13]李紅梅. 正畸矯治與青少年牙槽骨喪失[J]. 口腔正畸學，2001,8(3):127-130.

[14]Graber TM. Orthodontics: Current principles and techniques[M]. 2版 . 徐蕓，譯.天津：天津科學翻譯出版公司，1996：767-774.

[15]Nattrass C,Sandy JR. Adult orthodontics- a review[J].BrJOrthod,1995,22(4): 331-337.

[16]王鐸, 丁偉山, 趙佳, 等. 正常與炎癥牙髓組織中腫瘤壞死因子-α含量的測定[J]. 山東大學學報(醫學版)，2005，43(1): 88-90.

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

濟南市科技衛生計劃項目(2008-31)

郭新星(1979-)，男，漢族，山東招遠人。碩士，主治醫師

郭新星，E-mail：gxx626@126.com

R780.2

A

1005-2593(2015)10-0615-04