1、應力與剩余牙槽嵴的吸收【摘要】 剩余牙槽嵴的吸收是口腔修復的一大難題，應力是引起其吸收的主要因素，本文從應力與剩余牙槽嵴吸收的機理，分子機制，義齒與剩余牙槽嵴的關系等方面進行綜述。 【關鍵詞】 應力；剩余牙槽嵴的吸收；義齒 口腔內牙齒、牙列缺失后牙槽突逐漸吸收和改建形成連續的骨嵴，稱為無牙頜牙槽嵴或稱剩余牙槽嵴(residual ridge)。剩余牙槽嵴吸收是一種慢性、進行性、不可逆性的骨吸收，它的發生涉及全身因素、局部解剖因素、機械應力因素等，其中應力因素是較早提出和最重要的的問題，研究應力與剩余牙槽嵴的關系，對于臨床選擇合理、科學的修復方式尤為重要。 1 應力與剩余牙槽嵴吸收的機理 當牙齒

2、存在時，牙槽嵴通過合理排列的骨小梁而感受應力，牙齒缺失后，剩余牙槽嵴承受應力的方式發生了改變。一般認為，這種應力環境的改變對于剩余牙槽嵴改建的影響表現為兩個方面：首先，牙齒缺失后由于咀嚼功能的降低或喪失表現為廢用性萎縮，這是一種低轉換型的骨改建過程；其次，戴牙后義齒傳遞過大的應力作用于牙槽嵴而形成創傷性骨吸收，這則是一種高轉換型的骨改建過程。 Frost 1提出的機械穩定器假說可說明骨的這種病理生理機理，并可較好的解釋剩余牙槽嵴的吸收原理。他提出了最小有效應變 （minimal effective strain,MES）概念，即MES 是維持正常骨改建平衡所必需的最小應變值或應變閾，任何小于或

3、大于MES 的應變引起骨的適應性改建。如果正常牙列作用于牙槽嵴的正常載荷喪失或牙列修復后仍不能恢復正常的咀嚼的功能，即機械作用(mechanical usage,MU）減弱，應力低于最小有效應變（MES）牙槽骨將會出現廢用性萎縮或骨松質骨量的減低；相反，當義齒施加于牙槽嵴的應力超過MES，在成人將導致皮質骨及松質骨的骨量丟失。Hara2發現牙合力的強度與基托下的組織病理性改變有關，提示牙合力引發的骨吸收可能存在閾值。 2 應力與剩余牙槽嵴吸收的分子機制 牙槽骨的吸收主要是由破骨細胞來完成的3，近年來國內外關于應力對破骨細胞的影響，進行了大量的研究。Rubin 等4使用彈性膜加載5%應變,結果發

4、現,5%應變抑制破骨細胞的形成,并影響其募集功能。Kurata等5的研究表明,拉伸應力可使破骨細胞的骨吸收活性增加,并且TRAP mRNA 表達上升。陳明等6在實驗中發現,破骨細胞在受到11 212 dyne/cm2的剪應力作用后,其空泡面積隨剪應力的增加而增加。劉應芬等7對破骨細胞施加597、1136、1608、2054 dyne/ cm2大小的流體剪應力,結果發現后三種力作用下，破骨細胞TRAP的活性增強,1608 dyne/ cm2達到高峰，骨吸收陷窩數量和面積與未加力組有明顯差異。同時張慶鴻等8用實時熒光定量PCR檢測09、29、87、263 dynes/ cm2流體剪應力下破骨細胞表

5、達ATP6V1a1 mRNA的水平，結果顯示隨著應力增加ATP6V1a1 mRNA表達增強，表明破骨細胞骨吸隨著應力增大而增強。 與此同時，人們發現9，當應力作用于牙槽骨時骨基質中的組織液發生流動，骨細胞作為這種液壓變化的感受器，其基因表達水平及活性發生改變，并釋放一系列的細胞因子、蛋白激酶等，通過信息的傳遞和轉導，趨化大量破骨細胞聚集于骨基質中，形成細胞網，破骨細胞相互之間及與成骨細胞之間通過各種細胞通道和縫隙連接相互傳遞信息,這一點對于骨組織對機械應力適應性改建十分重要。其中最重要的分子為OPG/RANKL/RANK系統和骨橋蛋白（Osteopontin，OPN）。 21 OPG/RANK

6、L/RANK系統 破骨細胞的分化和成熟與RANKL和破骨細胞前體細胞膜表面的RANK結合直接相關。而RANKL主要由成骨細胞和骨髓基質細胞分泌的，同時成骨細胞、骨髓基質細胞分泌的OPG，可以和RANKL結合從而競爭性阻滯了RANKL與RANK的結合，達到調控破骨細胞分化和功能作用。由此，成骨細胞、骨髓基質細胞的RANKL、OPG 表達和OPG/RANKL 的比例可能是調節破骨細胞的關鍵因素10。劉 麗等11，通過對鼠骨髓基質細胞施加不同時段的生理性的機械應力，并以RT-PCR 半定量的方法檢測OPG/RANKL mRNA 表達變化趨勢。結果顯示隨著加力時間的延長(6 h 后)RANKL mRN

7、A表達減少344%，而OPG mRNA (9 h 后)表達增加73%，提示生理性應力能顯著影響鼠骨髓基質細胞OPG/RANKL mRNA 表達變化，從而在一定程度上闡明了生理性應力延緩骨質吸收的內在機制。國外KNakao等12對人的牙周韌帶細胞施加20 g/cm2或50 g/cm2間歇力和持續力，來檢測OPG mRNA 和RANKL mRNA的表達，得出結論在未施加力時OPG mRNA表達最高，且施加力對其表達影響較小，而RANKL mRNA在未加力時沒有表達，隨著加力的時間而表達逐漸增強，并且間歇力更有效地刺激RANKL mRNA的表達，與上述結果不盡相同，這可能與應力的加載方式和細胞的不同

8、有關。 22 骨橋蛋白（Osteopontin，OPN） OPN是一種骨基質蛋白，在骨組織中主要由骨細胞、成骨細胞分泌，其在非載荷性骨吸收13（廢用型骨吸收）和機械應力性骨吸收中均發揮了重大作用，近年來研究證實OPN是一種應力敏感因子。機械應力可誘導OPN的表達，并且較之持續力，間歇力有更強的誘導作用14。在機械應力的刺激下，骨細胞、成骨細胞及一些骨相關細胞大量表達OPN，這些OPN 可作為一種趨化因子引導前體破骨細胞遷移到骨表面，并介導同破骨細胞表面整合素的結合而增強骨吸收15。 3 義齒作用力與剩余牙槽嵴吸收 臨床醫師通常認為，義齒的修復方式和載荷的大小對剩余牙槽嵴的吸收程度有很大影響，改

9、變施加于剩余牙槽嵴上力的大小、方向可預防牙槽嵴上的突然超負荷，并有望增強和調整骨小梁的方向。傳統的義齒設計充分考慮了這些因素，通過增大基托面積、減少人工牙數量、減少人工牙頰舌徑寬度、改進人工牙牙合面形態等來降低剩余牙槽嵴的壓力，同時避免人工牙傾斜過大，以減少義齒的脫位力及剪力；咬合接觸取得平衡牙合，排牙盡量靠近中性區，以增強義齒的穩定性使能承受最大壓力；在休息時保持義齒適當頜間距離，減少牙齒接觸時間和頻率。有學者推薦咬合中心論的概念，該概念的特點是盡量減少任何張力和剪力，這些張力和剪力對牙槽嵴非常不利。線性牙合總義齒使咬合力垂直作用于牙槽嵴，完全消除不利的側方力和前伸、側方牙合干擾，使作用于牙

10、槽嵴上的應力為壓應力，且應力的方向盡量與牙槽嵴骨小梁平行，從而達到減緩剩余牙槽嵴吸收的目的16。近來有學者17利用三維有限元方法對正中和側方兩種頜位下線性牙合全口義齒基托下組織上的應力分布狀況進行了分析，結果顯示在正中頜位時,線性牙合和解剖牙合全口義齒對基托下應力分布的影響未見明顯的區別，在磨牙區,舌側應力大于頰側應力；在側方頜位時,工作側磨牙區線性牙合應力小于解剖牙合,在非工作側的磨牙區頰側,線性牙合應力分布范圍則較解剖牙合更廣泛，可見在側方牙合時,線性牙合全口義齒下頜基托下黏膜的應力分布較解剖牙合全口義齒更均勻和廣泛，有利于剩余牙槽嵴的組織保健。 覆蓋義齒保留了天然牙根，減輕了基托下黏膜組

11、織的負擔，從而減緩了剩余牙槽嵴的吸收，但同時由于根面的結構占據了義齒基托的相應部位的空間，使得此部位的基托變薄,強度下降,在承受咬合時易變形,折裂，義齒穩定性下降，容易應力集中，使組織發生損傷。董堅18等應用三維有限元方法比較了下頜全口覆蓋義齒加強前后及不同的加強設計對基托下黏膜應力分布的影響，得出結論使用了覆蓋根帽頂點和牙槽嵴頂的加強結構加強覆蓋義齒能夠有效的分散負載,使下頜覆蓋義齒基托下應力分布更均勻和廣泛,有利于基托下黏膜的保護。 游離端牙齒缺失后，傳統的義齒修復方式因其基托面積大，摘戴不方便，異物感強等原因，現越來越多的患者考慮附著體固位的義齒修復。如何選擇有利于組織保健的附著體，這是人們一直關注的問題。牟雁東等19通過三維有限元建立下頜雙側游離缺失模型，檢測在垂直載荷作用下采用不同基牙數目時，缺牙區牙槽嵴的von Mises應力分布，顯示牙槽嵴的高應力區主要位于缺牙區的近遠中兩側，使用1 顆基牙時，缺牙區牙槽嵴的高應力區面積較大，使用2顆、