力学因素对根尖区域继续发育的影响及其相关机制研究

It is still not clear whether or not orthodontic force will have an effect on root further development although lots of teeth of orthodontic patients were immature teeth. In our previous research we found juvenile tooth roots could continually elongate but adult roots became short and blunt after orthodontic treatment. We premise immature tooth roots could develop normally and have higher ability to resist root resorption under orthodontic force. To testify this hypothesis we intend to do the following experiments by using methods like CT, immunohistochemistry, Western-blot, in situ hybridization based on clinical patients and SD rat models: (1) Clarify morphological changes of tooth root development under force; (2) In vivo experiments to test histological, protein and genetic expression changes under orthodontic force; (3) In vitro experiments to study effects of force stimuli on apical complex cells. Through this project, we expect to clarify effects of force on tooth root development, observe biological functional changes of apical complex cells under force application, preliminarily study mechanism of root development under force stimuli. We wish to provide proofs for immature tooth under orthodontic treatment and contribute valuable references for tooth development and tissue engineering research.

正畸治疗中很多患者的牙根发育尚未完成，但加力后是否会对牙根的继续发育造成影响，迄今仍不明确。课题组前期研究发现临床上年轻恒牙牙齿受力后牙根能够继续发育，长度变长，而发育完成的牙齿正畸后牙根变圆钝，长度变短，因此我们提出发育中牙根受力后能够正常发育，不易发生牙根尖吸收的假说。本课题以临床患者为研究对象，以SD大鼠为研究模型，采用CT、免疫组化、免疫印迹、原位杂交等方法拟对以下内容进行研究：（1）明确牙齿受力后牙根继续发育的形态学特征；（2）体内实验施以正畸力研究根尖区域的组织学以及可能相关的蛋白、基因表达的改变和龈沟液的反应；（3）体外实验观察外力刺激对根端复合体细胞分化和功能的影响。期望通过本项目，可以明确外力对牙根继续发育的影响，观察根端细胞受力后功能的改变，初步研究其可能机制，为临床上牙根未发育完全患者的正畸治疗提供理论依据，为牙根发育研究和相关的组织工程提供新的参考。

为了研究发育中的牙根受到力学刺激后发生的反应，本课题从三个角度进行了探讨。课题通过临床实验发现临床患者牙根未闭合的上中切牙受力后牙根的长度和体积可以继续增加，长度和体积均可以达到恒牙期上中切牙的正常长度和体积。通过SD大鼠动物实验研究发现，牙根发育中的牙齿受正畸力后没有发生明显的吸收，牙根能够得到正常发育，但牙根形态受到力学刺激会发生形态改变。用Brdu标记检测加力侧和非加力侧细胞增殖，发现张力侧的成骨活动增强。同时发现，受力的牙根根尖区域的牙周膜细胞增殖和牙槽骨细胞的增殖明显强于对照牙齿，提示力学刺激会增加根尖区细胞的活跃程度，促进根尖区牙根的发育和牙槽骨形成，不会影响牙根的发育。课题通过细胞培养施力研究发现，施加机械力刺激后，大鼠间充质干细胞钙分泌能力和成骨能力增强，但随着力学刺激时间的延长，OPG, BSP,DSP的表达降低，RANKL的表达升高，提示我们适度力值和时间的力学刺激对牙根发育没有不良影响。综合上述研究，发育中的牙根根尖区域具有干细胞的特性，适度的力学刺激对此区域的发育具有促进作用，为将来从力学刺激角度进行组织工程研究奠定了初步的基础。项目资助已经发表核心期刊论文两篇，会议论文三篇，一篇SCI论文已经接收待发表。项目负责人晋升副教授，获得硕士研究生导师资格，目前1名研究生作为导师在读，三名研究生作为副导师在读。