上頜快速擴弓對齦溝液中RANKL和骨保護素含量的影響

佘 鵬，仇晨光，錢良玉，張光建，孔繁芝

（江蘇大學附屬人民醫院口腔科，江蘇鎮江212002）

上頜快速擴弓對齦溝液中RANKL和骨保護素含量的影響

佘 鵬，仇晨光，錢良玉，張光建，孔繁芝

（江蘇大學附屬人民醫院口腔科，江蘇鎮江212002）

目的：觀察齦溝液中核因子κB受體活化因子配體（receptor activator of nuc1ear factor-κB 1igand，RANKL）、骨保護素水平與上頜快速擴弓過程中牙周組織改建的關系。方法：選取32例安氏Ⅲ類錯患者，隨機分為對照組（只戴入擴弓器但不加力）和觀察組（持續擴弓1周），各16例。以右上頜第一磨牙、左上頜尖牙頰側為檢測位點，分別在擴弓前（基線）、擴弓后24 h、1周、2周、1月、3月時采集齦溝液，采用ELISA法檢測齦溝液中RANKL、骨保護素的含量。結果：觀察組右上頜第一磨牙和左上頜尖牙齦溝液中RANKL水平在擴弓后24 h時明顯升高，1周時達峰值，2周時仍維持較高水平，以后逐漸下降，3個月時下降到擴弓前水平；骨保護素水平24 h時明顯降低，1周時達最低值，2周時維持較低水平，以后逐漸上升，3個月時上升到擴弓前水平。從擴弓后24 h至1個月，觀察組RANKL和骨保護素含量與對照組比較，差異有統計學意義（P＜0.05），而至3個月時已無明顯差異（P＞0.05）。結論：上頜快速擴弓過程中，齦溝液中的RANKL、骨保護素含量的變化可能與矯形力作用下牙槽骨改建的狀態有關。

上頜快速擴弓；齦溝液；核因子κB受體活化因子配體；骨保護素

上頜快速擴弓是臨床正畸中常用的矯形方法，是解決牙弓狹窄的有效手段。牙弓擴大的過程是牙齒、頜骨接受各種矯治力刺激后牙周膜、牙槽骨發生一系列改建的過程。在這一過程中，牙齒受到外力后牙周組織發生急性炎癥反應，壓力側牙槽骨發生吸收，張力側牙槽骨發生再建，最終完成牙齒的移動、牙槽基骨的擴展。以往對上頜快速擴弓進行的大量基礎和臨床研究多是集中于上頜快速擴弓的臨床應用及療效、擴弓對牙周組織的創傷、擴弓后效果的保持等方面。近年來大量研究表明，許多細胞因子參與機械力刺激下牙槽骨改建的調控，其在將機械負荷轉化為生物反應過程中發揮重要作用。本研究擬應用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）檢測上頜快速擴弓過程中的不同時間點人牙齦溝液中核因子κB受體活化因子配體（receptor activator of nuc1ear factor-κB 1igand，RANKL）、骨保護素的含量，初步探討RANKL、骨保護素與上頜快速擴弓過程中牙周組織改建的關系，為進一步闡明正畸時牙齒移動過程中牙周組織改建的機制提供依據。

1 對象與方法

1.1 病例

選取2011年2月至2014年2月江蘇大學附屬人民醫院口腔正畸科門診安氏Ⅲ類錯患者32例，其中男18例，女14例，年齡12～16歲，平均13.5歲。納入標準：①年齡12～16周歲，身體健康，無全身系統性疾病；②前牙反和（或）伴有后牙反，面中1/3明顯凹陷，上頜發育不足，下頜發育基本正常。無正畸治療史，頜面部無嚴重外傷史，無唇腭裂畸形；③口腔全景片示牙周及根尖周無病理性改變，無多生牙、埋伏牙；④口腔衛生依從性好，牙周健康狀況良好，探診深度≤3 mm；⑤近3個月內未應用抗菌藥物或免疫抑制劑；⑥患者及家長自愿參加本研究，治療前均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 分組 將32例患者隨機分為2組，每組16例。對照組只戴入擴弓器但不加力，觀察組連續加力擴弓1周。首先將制作好的矯治器在口內試戴，調整到位后，清潔牙面，以30％磷酸處理牙面，徹底沖洗，吹干，用玻璃離子黏結劑將矯治器固定在牙齒上。觀察組采用配套的加力裝置插入擴弓器中軸的小孔，順時針旋轉，矯治器每天加力1次，每次加力180°，1周后停止。

1.2.2 標本采集時間 所有病例標本的采集分6個時間點，分別為戴入擴弓矯治器前（基線），戴入擴弓矯治器后24 h、1周、2周、1月和3月。每次復診操作前采集齦溝液。

1.2.3 齦溝液的采集 檢測位點為每位患者的上頜尖牙、第一磨牙的頰側，所有檢查結果均以牙齒為單位進行分析。將2 mm×10 mm的無菌濾紙條放入消毒過的Eppendorf管內，經編號后稱重備用。取樣前讓患者常規清水刷牙，然后去除未刷盡的軟垢、食物及齦上菌斑。用棉卷隔濕，三用槍吹干牙面，將濾紙條輕輕插入指定牙位點的齦溝內，遇到輕微阻力為止，放置30 s后取出，盡快將濾紙條放入Eppendorf管中封口。如濾紙條被唾液、血液污染則棄之不用，需再次取樣。盡快將裝有濾紙條的Eppendorf管置于電子天平上再次稱重，差值按比重為1換算成體積并記錄，樣本置于-70℃冰箱冷藏待測。

1.2.4 ELISA法檢測齦溝液中RANKL、骨保護素含量 用RANKL、骨保護素ELISA試劑盒檢測齦溝液中RANKL、骨保護素的濃度，具體操作根據試劑盒說明書進行。

1.3 統計學處理

所有數據應用SPSS 17.0統計軟件進行處理。組內不同觀察時間點的比較采用配對t檢驗，即將戴上擴弓器后24 h、1周、2周、1月以及3月的檢測值，分別與矯治前比較；同一時間點各觀察指標的組間比較采用兩樣本t檢驗，取α=0.05的檢驗水準，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 上頜第一磨牙齦溝液RANKL和骨保護素的含量

對照組上頜第一磨牙齦溝液中骨保護素、RANKL水平各時間點的濃度差異均無統計學意義。觀察組擴弓后24 h RANKL含量明顯升高（P＜0.05），骨保護素濃度則明顯下降（P＜0.05）；擴弓1周時RANKL含量達峰值（P＜0.01），骨保護素水平則達最低值（P＜0.01）。擴弓2周時RANKL水平仍接近峰值（P＜0.05），骨保護素則維持谷底水平，此后RANKL水平逐漸下降，骨保護素水平逐漸上升，1個月時與基線水平比仍有統計學意義（P＜0.05），矯治3個月時，齦溝液中骨保護素、RANKL水平已恢復到基線水平（P＞0.05）。組間比較顯示，擴弓后從24 h至1個月，觀察組與對照組骨保護素、RANKL含量差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1、表2。

表1 兩組不同治療階段上頜第一磨牙齦溝液中RANKL的含量±s，pg/μL

表1 兩組不同治療階段上頜第一磨牙齦溝液中RANKL的含量±s，pg/μL

a：P＜0.05，b：P＜0.01，與矯治前比較

組別矯治前矯治后24 h1周2周1月3月F值P值對照組40.25±15.4641.28±12.1540.82±14.4342.65±14.8943.02±14.6543.28±14.950.1220.987觀察組41.75±13.1559.80±17.43a86.28±23.12b80.62±22.16b67.54±18.56a50.28±15.6013.6430.000 t值0.7700.0020.0000.0000.0000.205 -0.296-3.487-6.672-5.689-4.148-1.296 P值

表2 兩組不同治療階段上頜第一磨牙齦溝液中骨保護素的含量±s，pg/μL

表2 兩組不同治療階段上頜第一磨牙齦溝液中骨保護素的含量±s，pg/μL

a：P＜0.05，b：P＜0.01，與矯治前比較

組別矯治前矯治后24 h1周2周1月3月F值P值對照組250.28±66.13 250.20±62.28 249.35±61.34 247.30±60.68 248.89±59.10 249.20±60.190.0051.000觀察組249.20±65.33203.36±61.13a102.25±30.26b110.28±31.87b140.66±38.30a230.20±56.1926.3520.000 t值0.0462.1478.6037.9966.1470.923 P值0.9630.0400.0000.0000.0000.363

2.2 上頜尖牙齦溝液中RANKL和骨保護素含量的變化

對照組上頜尖牙齦溝液中骨保護素、RANKL含量從矯治前到矯治3個月的變化均無統計學意義。觀察組擴弓后24 h RANKL水平明顯升高（P＜0.05），骨保護素水平明顯下降（P＜0.05），擴弓1周時RANKL水平達峰值（P＜0.01），骨保護素水平則達最低值（P＜0.01），2周時RANKL水平仍接近峰值（P＜0.01），骨保護素則維持谷底水平，此后RANKL水平逐漸下降，骨保護素水平逐漸上升，1個月時與基線水平比仍有統計學意義（P＜0.05）。3個月時，觀察組骨保護素、RANKL水平與基線水平已無明顯差異（P＞0.05）。組間比較顯示，自24 h至矯治1個月，觀察組與對照組骨保護素、RANKL水平的差異有統計學意義（P＜0.05）。結果見表3、表4。

表3 兩組不同治療階段上頜尖牙齦溝液中RANKL含量±s，pg/μL

表3 兩組不同治療階段上頜尖牙齦溝液中RANKL含量±s，pg/μL

a：P＜0.05，b：P＜0.01，與矯治前比較

組別矯治前矯治后24 h1周2周1月3月F值P值對照組36.24±12.6535.56±11.8530.65±13.1033.15±12.5637.02±14.7741.83±15.651.2580.289觀察組35.65±12.1452.25±17.62a78.24±20.42b74.26±19.25b64.65±19.10a42.82±18.7214.5060.000 t值0.135-3.144-7.846-7.154-4.577-0.162 P值0.8940.0040.0000.0000.0000.872

表4 兩組不同治療階段上頜尖牙齦溝液中骨保護素的含量±s，pg/μL

表4 兩組不同治療階段上頜尖牙齦溝液中骨保護素的含量±s，pg/μL

a：P＜0.05，b：P＜0.01，與矯治前比較

組別矯治前矯治后24 h1周2周1月3月F值P值對照組241.12±62.58 239.73±55.52 232.82±59.37 237.40±59.38 241.54±60.24 246.18±58.900.0910.994觀察組240.06±61.25199.47±51.42a98.36±27.36b112.25±30.26b138.83±35.40a232.52±58.2028.9120.000 t值0.0482.1288.2287.5115.8800.660 P值0.9620.0420.0000.0000.0000.514

3 討論

上頜快速擴弓產生的矯形力使牙周組織發生了改建，而將機械負荷轉化為生物反應的過程需要許多生物學因子的共同參與。生物因子的產生、活化及代謝需要一定的時間，因此牙周組織從改建至達到穩定狀態也需要相應的時間。Kucukke1es等［1］研究發現，上頜第一磨牙和切牙頰側壓力在擴弓后急劇升高，在保持期開始下降，3個月保持期后壓力與擴弓前相似。Langford［2］認為在保持擴弓效果3個月后復發力明顯下降。丁寅［3］也認為牙弓擴大后應再戴矯治器3個月，然后采用Nance弓維持擴大了的牙弓寬度。Arat等［4］觀察了擴弓前和擴弓結束保持擴弓效果3個月后骨改建活性的變化，發現在保持3個月后，骨改建的活性恢復到初始水平，表明3個月的保持期對骨重建有效。上述研究充分表明，上頜快速擴弓產生的牙周改建效應，一般需3個月才能達到初步穩定狀態。因此本實驗選擇3個月作為檢測的時間截點，在這一時期內的不同時間點，通過檢測齦溝液生物活性物質表達水平的變化間接反映牙周改建狀態，有利于正畸醫生在臨床工作中對矯治力進行合理的調整。

上頜第一磨牙和尖牙是正畸過程中控制牙移動的關鍵，對于維持牙弓的正常形態、建立穩定的咬合關系有重要意義。上頜第一磨牙是上頜牙弓中牙周膜面積最大的牙，尖牙具有最長的牙根，因此在上頜快速擴弓中這兩個牙位的牙周組織改建可能最為活躍。以往的研究表明引起牙槽骨改建的關鍵不是力值的大小，而是力在組織中的分布。因此牙齒移動的速度受到牙根形狀、面積、牙齒移動方式、牙槽骨致密度的影響。付雅麗等［5］研究顯示，模擬上頜快速擴弓加載后，最大壓應力出現在上頜第一恒磨牙的牙槽骨附近，應力值為7.19 N/mm2。因此，本研究選用上頜第一磨牙和尖牙作為檢測牙位。

上頜快速擴弓過程中，矯形力作用于牙齒及上頜骨，牙周成纖維細胞、成骨細胞等牙周膜細胞的骨保護素和RANKL的表達發生變化，進而參與調節破骨、成骨活動。大量研究已證實，牙周組織中表達的RANKL和骨保護素可以滲入到齦溝液中并可被檢測到［6-10］。因此，通過對牙周齦溝液中RANKL和骨保護素的檢測，可為了解和評價牙周組織改建的狀態提供重要依據。機械力刺激和牙周的炎癥都可能引起齦溝液中RANKL和骨保護素的變化［11-16］，因此，本研究設立的對照組為戴用擴弓矯治器但不加力，以排除戴擴弓矯治器引起的牙周組織炎癥刺激對試驗結果的影響，這樣才能認為齦溝液中骨保護素及RANKL的變化與矯形力的作用有關。

在上頜快速擴弓產生的矯形力作用下，人牙周齦溝液中骨保護素、RANKL的濃度隨時間將會出現怎樣的變化，并對牙周組織的改建產生怎樣的影響？本研究結果顯示，對照組上頜第一磨牙和尖牙齦溝液中骨保護素、RANKL水平從矯治前到矯治后3個月的變化均無統計學意義，提示本試驗中上頜快速擴弓器本身不會影響骨保護素、RANKL的表達。觀察組上頜第一磨牙和尖牙齦溝液中骨保護素、RANKL的含量變化趨勢相似：擴弓后24 h RANKL水平明顯升高（P＜0.05），骨保護素水平明顯下降（P＜0.05），擴弓1周時RANKL含量達峰值（P＜0.01），骨保護素濃度則達最低值（P＜0.01），說明對快速擴弓器連續加力1周，每日加力對牙周組織產生累積效應，壓力側以破骨效應為主，成骨活動受到抑制，產生骨吸收，牙周組織改建活躍；2周時RANKL含量仍接近峰值，骨保護素則維持谷底水平。這表明此時牙周組織改建仍處于活躍狀態。這一結果的出現可能與本研究采用的擴弓器有關。本試驗采用了內置可記憶微鎳鈦彈簧的擴弓器，雖然已經停止對擴弓器加力1周，但擴弓器內鎳鈦彈簧儲存的力量仍可作用于牙齒，產生骨改建效應；此后RANKL水平逐漸下降，骨保護素水平逐漸上升，1個月時與基線水平比較差異仍有統計學意義（P＜0.05），說明隨著時間延長，擴弓器釋放的力量漸漸減弱，壓力側牙周組織的改建活動逐漸減少。3個月時，兩牙位骨保護素、RANKL水平與矯治前水平已無明顯差異，表明此時牙周組織的改建活動已基本穩定，暗示臨床上上頜擴弓治療后，至少應保持3個月以上。這與國內外許多臨床研究結果一致［2-4］。組間比較顯示，自24 h至1個月，觀察組與對照組骨保護素、RANKL濃度有明顯差異（P＜0.05），表明擴弓產生的機械力刺激是導致其水平變化的原因。

綜上所述，本試驗初步觀察了上頜快速擴弓過程中與骨改建狀態相關的RANKL、骨保護素濃度的變化，提示臨床采用無創性的齦溝液水平檢測可能對判斷上頜快速擴弓過程中牙周組織改建的狀態有提示意義，可用于防止擴弓產生的牙過多移動，指導正畸治療中擴弓力值、擴弓時間及保持時間的選擇。但牙周組織改建是一個多因素相關的復雜生物學過程，是多信號系統、多因子共同發揮調控作用的結果，且本試驗由于擴弓裝置的原因只研究了牙周壓力側齦溝液中RANKL、骨保護素的濃度，因此，有關上頜快速擴弓時牙周組織改建與齦溝液中骨保護素、RANKL水平的確切關系，尚待進一步的研究。

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Effect of rapid maxillary expansion on the level of RANKL and osteoprotegerin in the gingival crevicular fluid

SHE Peng，QIU Chen-guang，QIAN Liang-yu，ZHANG Guang-jian，K0NG Fan-zhi
（Department of Stomato1ogy，the Affi1iated Peop1e′s Hospita1，Jiangsu University，Zhenjiang Jiangsu 212002，China）

Objective：To observe the variation of the receptor activator of nuc1ear factor（NF）-κB 1igand（RANKL）and osteoprotegerin（OPG）1eve1s in the gingiva1 crevicu1ar f1uid before and after rapid maxi11ary expansion.Methods：Thirty-two patients with C1assⅢma1occ1usion were random1y assigned into two groups（n=16）：contro1 group（just wear into the expansion device without force）and experimenta1 group（wear the expansion device and expansion arch 1 week）.Se1ecting the bucca1 surface of the right maxi11ary first mo1ar and 1eft maxi11ary canine teeth as the detection situs，gingiva1 crevicu1ar f1uid was co11ected and periodonta1 c1inica1 parameters were recorded before the expansion（base1ine）and after expansion 24 h，1 week，2 weeks，1 month，3 months，respective1y.The 1eve1s of RANKL and osteoprotegerin in the gingiva1 crevicu1ar f1uid were detected using the ELISA method.Results：The RANKL 1eve1s in gingiva1 crevicu1ar f1uid of 1eft and right maxi11ary first mo1ar maxi11ary canine in the experimenta1 group were marked1y e1evated at 24 h of expansion treatment，the peak 1eve1 reached at 1 week and sti11 maintained a re1ative1y high 1eve1 at 2 weeks of treatment.And then the RANKL 1eve1s dec1ined gradua11y and fe11 approach to the base1ine 1eve1（before the expansion）at 3 months.The osteoprotegerin 1eve1s were significant1y reduced at 24 h of expansion and downed to nadir at 1 week，then maintained a 1ow 1eve1s in 2 weeks.Then the osteoprotegerin 1eve1s were gradua11y increased at 3 months，approached to the 1eve1 as that of before expansion.Groups comparison showed that there were no significant1y differences in the periodonta1 c1inica1 parameters betweenthe two groups（P＞0.05）.From 24 h to 1 month of the expansion，there were statistica11y significant differences in the RANKL，osteoprotegerin 1eve1s between the experimenta1 group and the contro1 group（P＜0.05）.However，there was no statistica11y significant differences at 3 months of expansion between two groups（P＞0.05）.Conclusion：The changes of RANKL and osteoprotegerin 1eve1s from gingiva1 crevicu1ar f1uid in the rapid maxi11ary expansion process might be concerned with the a1veo1ar bone remode1ing with the orthopedic force.

rapid maxi11ary expansion；gingiva1 crevicu1ar f1uid；receptor activator of nuc1ear factor（NF）-κB 1igand；osteoprotegerin

R783.5

A

1671-7783（2015）06-0503-05

10.13312/j.issn.1671-7783.y150170

2015-07-27 ［編輯］ 陳海林

鎮江市社會發展計劃資助項目（SH2012037）

佘鵬（1981—），男，安徽廬江人，主治醫師，碩士，主要從事正畸學臨床研究；孔繁芝（通訊作者），副教授，碩士生導師，E-mai1：kfz108@sohu.com