三维有限元、三维光弹以及各种传感器对颞下颌关节(temporomandibularjoint,TMJ)应力的定性和定量动物实验研究证实,TMJ是一个负重关节。TMJ作为的延伸部分,其软、硬组织随年龄、功能位置、负荷大小而发生典型形态改变,即TMJ组织的改建。髁突作为下颌骨的生长发育中心,也是下颌运动的轴心,其形态和骨质密度与其承受的负荷密切相关。
三维有限元、三维光弹以及各种传感器对颞下颌关节(temporomandibularjoint,TMJ)应力的定性和定量动物实验研究证实,TMJ是一个负重关节。TMJ作为的延伸部分,其软、硬组织随年龄、功能位置、负荷大小而发生典型形态改变,即TMJ组织的改建。髁突作为下颌骨的生长发育中心,也是下颌运动的轴心,其形态和骨质密度与其承受的负荷密切相关。关于单侧后牙缺失对髁突形态的影响,多数学者从组织学、解剖学以及生理功能方面进行了大量研究,并作出了可贵的贡献。
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1.1.髁突解剖学形态
髁突分为头颈两部,头部近似椭圆形,前后径较短,内外径较长。上面观时,髁突头部被一横嵴分为前后2个斜面,前斜面较小。前面观时,髁突头部有内外两斜面,其中外斜面较大,与侧方运动的工作侧有关,是承受压力的主要部位,其改建活动大于内斜面。
1977年Mongini观察了20~53岁100具尸体的髁突形态后将其归纳为8种:圆形、扁平拥有内外两个斜面形、明显宽平外斜面形、明显内斜面形、单一窄斜面形、薄且小后斜面形、前斜面骨嵴形成三角形斜面形和后斜面切迹形等。Mongini通过观察髁突形态认为,正是因为TMJ终身进行的改建才形成了髁突的各种典型结构。Nakai等通过对78具尸体的髁突形态观察发现,髁突顶端形态逐渐趋向于凸形。Schilling等通过CBCT及三维重建观察髁突形态,认为TMJ终身进行的改建才形成了髁突的各种典型结构。
1.2.单侧后牙缺失对髁突形态的影响
对于后牙缺失者下颌骨髁突是否发生形态改变一直存在不少争议:有学者认为牙缺失与TMJ骨质改变之间不存在明显关联,单侧后牙缺失后TMJ骨性结构并不一定发生改变,可能仅发生了下颌的功能性旋转和TMJ窝的适应性改建。然而也有不少学者认为两者存在一定联系,尤其是后牙缺失,对TMJ有影响,可能与退行性变的发生有关。
当单侧后牙长期缺失后,导致牙尖交错位不稳定,牙位与肌位不一致,后牙咀嚼时的稳定性降低,下颌出现偏向健侧的异常活动;缺牙隙相邻牙的倾斜和对牙伸长等可造成干扰或早接触等咬合紊乱。而TMJ作为人体惟一保持终身改建能力并与有关系的负重关节,也会因后牙缺失而发生相应的适应性改建或病理性退行性改变。TMJ、神经肌肉和咬合关系是口颌系统的三大组成部分。生理状态下,三者在功能上协调一致并相互联系相互影响。
Terhune等研究了不同咀嚼习惯的人群发现,咀嚼硬性食物者的髁突表面积大于食用软食者,一侧牙长期缺失造成的偏侧咀嚼容易造成髁突内外径发生改变。正常的咀嚼力对于维持和促进髁突的生长发育十分必要,而咀嚼力的改变将影响髁突的生长方式。Jiang等对35名左侧咀嚼者,38名右侧咀嚼者及48名无偏侧咀嚼习惯者进行锥形束CT(CBCT)检查发现,无偏侧咀嚼习惯者双侧TMJ形态大小无明显差别,非习惯侧髁突颈部的矢状面及冠状面宽度均大于习惯侧,证明偏侧咀嚼双侧TMJ负荷不同,影响髁突的骨质形态。当一侧后牙缺失后,咀嚼肌功能不全,打破了口颌系统的平衡,双侧下颌骨所受应力及髁突均发生变化。
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2.1.髁突软骨组织形态学
研究表明,TMJ具有终身改建能力,其骨密度和结构的不断改建受髁突软骨的调节与引导。髁突表面有薄层关节软骨组织覆盖,在组织学上可分为纤维层、增殖层、过渡层、肥大层和移形层。髁突具有内在生长能力,主要是由于增殖层细胞具有分化为深层软骨细胞的能力,且该细胞对髁突所承受的压力具有敏感性,因此适当的压力可使其活跃,促进其改建。
2.2.动物实验研究
目前国内外研究主要是通过拔除实验动物的一侧磨牙,制备单侧后牙缺失的动物模型,对双侧TMJ变化进行观测,从而探讨后牙缺失与髁突形态改变的关系。Hu等通过动物实验研究证明,单侧后牙缺失后,拔牙侧与非拔牙侧髁突碱性磷酸酶活性均有变化但趋势不同。同时,双侧髁突软骨各细胞层均有不同的改变,增殖区变薄、细胞数量减少、细胞形态异常、过渡层变薄、关节盘内胶原纤维呈多向性走行,缺牙侧受累较非缺牙侧明显,且随时间发展而加重。
Farias-Neto等研究了生长发育期大鼠在单侧和双侧后牙缺失后下颌骨形态的改变,观察到单侧或双侧后牙缺失后大鼠的下颌骨整体较小,包括下颌骨长度、升支高度以及双侧髁突之间的水平距离。同时,通过对牙缺失后的髁突免疫组化方法检测发现,拔牙6周后髁突的白细胞介素1β、Ⅱ型胶原、血管内皮生长因子均表达增强,缺牙侧较非缺牙侧明显,但随着时间逐渐恢复正常。这主要是因为失牙后关节负荷改变,影响了细胞的增殖和分化以及细胞合成胞外基质的能力。髁突软骨是下颌骨的生长发育中心,其正常生长发育是由咀嚼时加在面的咀嚼力传导至髁突软骨的功能负荷所刺激。
当后牙缺失后,髁突所受的功能负荷发生改变,初期变化在生理适应范围内,但异常负荷的持续存在,会导致不可逆转的病理改变,使纤维软骨的抗压性和弹性下降。Jung等在大鼠左上颌磨牙咬合面上堆塑树脂,制备咬合异常模型,1周后发现髁突软骨厚度改变,破骨细胞活跃,证明咬合干扰导致髁突进行了骨重建,引起髁突组织形态的适应性改建。但上述方法与临床实际相差较大。
Chen等以正畸用橡皮圈分别将一侧上颌和对侧下颌第一前磨牙向近中牵拉,建立上下牙不吻合接触的咬合紊乱模型,基本模拟了人缺牙后久未修复所致的邻牙倾斜、与对牙接触不吻合的咬合紊乱关系。研究表明,髁突前、中部软骨变薄,肥大层软骨不连续,局部组织纤维化;髁突后部软骨增厚,增殖层未成熟细胞比例增加;退行性变明显随时间延长而加重。以上研究均证实,后牙缺失可使髁突软骨出现明显的改建活动,改建状态与缺牙时间长短关系密切。
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目前对于髁突的形态学影像研究已不仅局限于距离、角度等线性测量,而是髁突的表面积、体积、髁突骨密度等三维测量数据,这些更有助于精确地进行临床诊疗。CBCT因其低辐射量和高分辨率被广泛运用于 医学领域。研究证明,CBCT可在矢状面、冠状面和轴面3个平面清晰地显示复杂的TMJ骨性解剖结构和相互位置关系,较其他影像学技术有较大的优越性。通过摄取CBCT图像并对下颌骨髁突进行三维重建,或者通过建立下颌骨的三维有限元模型进行测量可得到髁突的前后径、内外径、髁顶高度和体积等形态学测量指标。
髁突的冠状面形态可分为凸形、圆形、平坦、角度等影像,矢状面形态有斜面磨平、骨赘、侵蚀等影像。也有学者认为,髁突形态改变重点并不在于整体形状的改变,而是髁突软骨及其下骨组织的轮廓改变。显微CT即微计算机断层扫描技术(microcomputedtomography,Micro-CT),是一种无创的3D成像技术,可清楚显示髁突骨质内部显微结构,且分辨率极高,可以达到微米(μm)级别。
Choi等应用Micro-CT对31具标本下颌骨进行观察研究发现,无牙齿缺失者下颌骨髁突骨小梁明显比无牙颌者致密,证明牙齿缺失会对髁突骨质变化产生影响。Aggarwal等对无TMJ病变症状者的髁突进行CBCT研究,结果与Choi等研究一致,无牙缺失组的骨密度高于牙缺失组。与牙列中断缺失(前牙或前磨牙)相比,后牙游离缺失对髁突骨小梁密度影响更为明显。主要是因为咀嚼压力一般由位于牙弓末端的磨牙直接传递至髁突。当单侧后牙游离缺失时,该侧咀嚼力减小,髁突骨质密度随着所承受负荷改变而改变,而髁突的形态大小会随着骨质变化而发生相应改变。
近期受关注的三维超短回波时间双回波脉冲序列磁共振(ultra-shortechotime,magneticresonanceimaging,UTE-MRI)检查不仅可清晰显示骨性结构,而且还能显示髁突软骨的轮廓结构。
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Wang等对741例后牙缺失者进行研究发现,386例有颞下颌关节紊乱病(TMD),表明未予处理的长期后牙缺失将导致TMD罹患风险的增加。这与以往多数研究结果一致,认为TMD的发生与前牙缺失无明显关系,与后牙缺失关系密切,游离缺失者以及缺牙数越多TMJ改变越明显。但也存在其他观点,有研究表明,第一磨牙缺失较后牙游离缺失与TMD的关系更为密切,缺牙数越少越易发生TMD。这可能与各个学者采用的研究手段和研究对象的不同有关。
TMJ是否出现退行性改变,关键看各种咬合关系是否对其生物力学环境产生一致性影响,并是否能够与关节组织的改建能力相适应。临床上许多各类缺牙患者,多数不发生TMD,可能与这一机制密切相关。
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以往研究表明,单侧后牙缺失较短时间造成的TMJ组织细胞的损伤可能是可逆的,但如果得不到及时纠正,则可能产生不可逆改变,并影响TMJ的功能。因此在磨牙缺失,尤其是磨牙大量缺失和游离端缺失时,应及时修复,预防牙周疾病以及TMJ疾病的发生。综上所述,有关单侧后牙缺失髁突形态改变的研究已积累了不少资料,但缺失时间的长短对髁突形态改变的影响,髁突形态改变是否会影响TMJ功能并发生临床症状等问题尚有待深入探讨。
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