Effects of different types of tooth movement and force magnitudes on the amount of tooth movement and root resorption in rats

Objective:To investigate differences in the amount of tooth movement and root resorption that occurred after tipping and bodily movement of the maxillary first molar in rats.Materials and Methods:Ten-week-old female Wistar rats were divided into two groups according to type of tooth movement and subdivided into four subgroups according to the magnitude of applied force. Nickel-titanium closed-coil springs exerting forces of 10, 25, 50, or 100 g were applied to the maxillary left first molars to induce mesial tooth movement. We designed a novel orthodontic appliance for bodily tooth movement. Tooth movement distance and root resorption were measured using microcomputed tomography and scanning electron and scanning laser microscopy.Results:The amount of tooth movement in the bodily tooth movement group was less than half that in the tipping tooth movement group. The greatest amount of tooth movement occurred in the 10-g tipping and 50-g bodily tooth movement subgroups, and the amount of tooth movement decreased with the application of an excessive magnitude of force. Conversely, root resorption increased when the heavier orthodontic force was applied in both groups. Root resorption in the tipping tooth movement group was approximately twice that in the bodily tooth movement group.Conclusions:Root resorption in the tipping tooth movement group was more pronounced than that in the bodily tooth movement group. Although the amount of tooth movement decreased when extremely heavy forces were applied, root resorption increased in both the tipping and bodily tooth movement groups in rats.     

张力作用下牙周组织破骨细胞分化因子、破骨细胞发生抑制因子表达变化的研究

目的:运用原位杂交的方法,观察破骨细胞分化因子(ODF)、破骨细胞发生抑制因子(OCIF)在正畸大鼠牙周组织改建过程中张力侧的表达变化,探讨ODF、OCIF与正畸牙周组织改建的关系。方法:8周龄成年健康雄性SD大鼠30只,随机分为对照组、牙齿移动1d组、3d组、5d组、7d组,共5组,每组6只。在大鼠上颌右侧第一磨牙与上颌切牙之间安置正畸矫治器装置,施力50g。在相应时间段处死实验动物,取材固定,进行原位杂交染色、图像分析。结果:在牙齿移动3d后,OCIF原位杂交染色在张力侧逐渐深染,OCIF mR-NA阳性细胞数量逐渐增多,OCIF阳性表达在5d时达到最高,并可见到有新骨形成;7d时OCIF阳性表达及分布情况与3d时相类似。张力侧牙周膜细胞、成骨细胞的ODF原位杂交染色阳性反应随天数的增加有逐渐增强趋势,并可观察到有ODFmRNA阳性破骨细胞出现,但表达变化并不明显。结论:ODF及OCIF参与了正畸牙周组织改建过程,OCIFmRNA在张力区随正畸牙齿移动表达升高具有时间依赖性。     

正畸力作用下大鼠白细胞介素-6的表达及牙槽骨改建的研究

目的:观察正畸力作用下IL-6在大鼠牙周组织内的表达分布及牙槽骨高度的改变,研究正畸力对牙周组织改建的作用.方法:将30 只SD大鼠随机分为空白对照组和加力组,施加0.49 N近中向正畸力于加力组25 只大鼠的左侧上颌第一磨牙.运用免疫组织化学及组织形态分析法观测各组大鼠上颌第一磨牙加力后0、1、3、5、7、10 d的IL-6表达量及牙槽骨吸收量.结果:加力组大鼠牙周组织内IL-6的表达在受力后第3天达到高峰,之后开始下降;其近中牙槽骨未见明显丧失.结论:正畸力虽可引发局部牙周组织的炎症反应及IL-6等促炎性细胞因子的释放,但具有一定的自限性,不会导致牙周组织的严重破坏和牙槽骨的明显吸收.     

再生的牙周组织在正畸压应力下破骨相关因子表达的研究

目的 研究应用改良的双相磷酸钙(biaphasic calcium phosphate,BCP)复合骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)行犬牙周组织再生后,对再生的牙周组织施加正畸压应力,比较与健康牙周组织受力后破骨相关因子表达的异同,从而探讨牙周再生后进行正畸牙移动的可行性。方法 取6只成年雄性比格犬,拔除其双侧上下颌第一前磨牙,随机分为1周组、2周组和4周组,每组2只犬,实验组于每只犬右上、左下象限第二前磨牙牙根的近中侧制造牙周缺损,并将体外培养的犬BMSCs与BCP的共培物植入缺损区,牙周再生20周后施加正畸力,以1.47 N左右的力值拉第二前磨牙向近中方向移动;以自身为对照,另两象限交替作为牙周再生术后加力0周组和空白对照组。分别于加力1周、2周及4周后处死2只比格犬并取组织块。通过Real-Time PCR及Western-Blot印迹法检测破骨相关因子活化T细胞转化因子-1（NFATc-1）和组织蛋白酶K（Cath-K）的表达。结果 实验组NFATc-1和Cath-K的mRNA和蛋白表达趋势一致:从0周到2周呈上升趋势,2周至4周下降,但仍高于0周时;实验组与对照组阳性表达情况无明显差异（P>0.05)。结论 再生的牙周组织中破骨细胞相关因子的表达情况及变化趋势与正常牙周组织相似,应用改良的BCP用于牙周组织缺损的再生及再生后的正畸牙移动是可行的。     

不同正畸力对大鼠牙周组织压力侧核因子κB受体活化因子配基表达影响研究

目的探讨大鼠实验性牙齿移动中不同正畸力对牙槽骨核因子KB受体活化因子配基（RANKL）表达的影响。方法本研究于2010年9-12月在山西医科大学寄生虫实验室完成。选用健康雄性Wistar大鼠36只,随机分为对照组、轻力组、中力组、大力组（各9只）,分别施加0、0．29、0．49、0．98N正畸力,建立大鼠牙齿移动模型。免疫组化法检测大鼠牙周组织压力侧RANKL的表达。结果对照组RANKL有少量表达,主要分布于破骨细胞的胞核,正畸加力各组RANKL表达主要分布于压力侧牙周膜及骨改建区的破骨细胞,在基质细胞和牙周膜成纤维细胞也有表达,且其黄染程度强于对照组。各实验组牙周组织压力侧不同程度地出现血管被挤压、玻璃样变区和骨吸收陷窝。正畸力与RANKL的表达呈正相关（r=O．834,P〈0．01）。结论正畸力与大鼠牙槽骨压力侧RANKL的表达呈正相关,且0．49N为促进RANKL表达的最佳力值。     

增龄因素对鼠正畸牙牙周组织骨保护素及其配体表达的影响

目的:比较幼年鼠和成年鼠在正畸牙移动中牙周组织骨保护素(OPG)及其配体(OPGL)表达的不同比值,探讨增龄因素对正畸骨改建影响的分子机制。方法:制备大鼠正畸牙齿移动模型,于牙齿移动1d、3d、5d、7d、10d、14d及14d后去除正畸力1周后取材,免疫组化检测牙周组织OPG和OPGL的表达。结果:①.牙齿移动3d时,幼年鼠压力侧OPGL的表达明显增强;而成年鼠此时OPGL的表达没有幼年鼠明显。②.牙齿移动5d和7d时,幼年鼠和成年鼠OPGL的表达均成强阳性,破骨细胞多。③.牙齿移动10d、14d时,幼年鼠和成年鼠OPGL的表达逐渐减弱。④.14d时去除正畸力至21d时发现幼年鼠和成年鼠OPGL均已成弱阳性表达,幼年鼠可见部分成骨细胞。结论:在正畸力的作用下,OPGL与OPG的表达比值与年龄关系密切,增龄因素引起的牙周组织内OPGL/OPG表达变化可能是导致成年正畸特点的分子机制之一。     

Effects of gradually increasing force generated by permanent rare earth magnets for orthodontic tooth movement

OBJECTIVE: To examine the effects of gradually increasing force generated by permanent rare earth magnets for orthodontic tooth movement by using a novel experimental rat model and computer simulation. MATERIALS AND METHODS: Fifty-five male rats (age 18 weeks) were used as animal experiments. Magnetic (experimental groups) or titanium (control group) cuboids (1.5 x 1.5 x 0.7 mm) were bonded to the lingual surface of the maxillary first molars. The initial distance between materials was 1.0 mm, generating 4.96 gf (experimental group I), or 1.5 mm, generating 2.26 gf (experimental group II). Tooth movement was measured and periodontal structures were observed with microfocus x-ray computed tomography radiographs. RESULTS: The distance between the magnets decreased with time in experimental groups I and II (P < .001), whereas there was no tooth displacement in the control group. Experimental group I showed rapid tooth movement in the initial phase followed by slower tooth movement. Experimental group II showed gradual tooth movement. Horizontal sections on microfocus computed tomgraphy radiographs revealed no pathological changes, such as root resorption, on the compressed side in the experimental groups. CONCLUSIONS: The initial light force and gradual increasing force in magnetic attractive force induced effective tooth movement in rats without inducing any pathological changes.     

Long-term orthodontic tooth movement response to short-term force in the rat.

Both the amount of force applied and the duration of the application affect tooth movement. To study the effect of duration, adult male Sprague-Dawley rats were fitted with orthodontic appliances delivering a 40-gm initial mesial tipping force to the maxillary molars. The animals were divided into two longitudinal groups (I: 1 hour and II: 24 hours; N = 15). Sham-treated control (III) and 14 day (IV) continuous cross-sectional force tooth movement data were also included for comparison (72 rats per group). Extraoral cephalometric radiographs were obtained at appliance placement and at 1, 3, 5, 7, 10, & 14 days. Tooth movement was determined with respect to palatal implants. ANOVA indicated significant differences existed over time in each group (p = 0.0001). Continuous force applied for 14 days generated a classic three-part tooth movement curve. Short-term forces were characterized by initial mesial movement, a distal relapse period (d3-d5), and a late mesial movement period (d7-d14). The results suggest short-term forces of 1 and 24 hours initiate remodeling events, which result in tooth movement 7 to 14 days later and that the minimum effective duration of a 40-gm activation is less than 1 hour in this animal model.     

下颌骨牵引成骨区即刻牙移动的实验研究

目的：研究下颌骨牵引成骨后在新骨区即刻牙移动时牙周组织的改建行为及牙移动规律。方法：选择4只牙列完整的Beagle犬,其中2只犬建立双侧下颌骨牵引成骨动物模型,牵引完成后,即刻以30g力远中移动下颌第三前磨牙进入牵引成骨区;另外2只犬拔除双侧下颌第四前磨牙后3个月,以30g力远中移动下颌第三前磨牙。实验中,每周加力1次拍摄X线片,并记录牙移动速率。牙移动8周后,观察实验牙及其牙周组织特点。测量数据采用SPSS12.0软件包进行t检验。结果：实验牙借助自制的持续加力装置移动进入牵引成骨区,实验牙未产生倾斜,牙无明显松动,牙根未见明显吸收。实验组牙移动速度显著快于对照组,P〈0.01。组组织学观察发现,牙槽骨和牙周膜未出现不可逆性损伤。结论：牵引成骨区的新生骨质中,牙可以快速而平稳地移动。     

Effects of different force magnitudes on corticotomy-assisted orthodontic tooth movement in rats

Objectives:To investigate the effects of light and heavy forces with corticotomy on tooth movement rate, alveolar bone response, and root resorption in a rat model.Materials and Methods:The right and left sides of 40 male Wistar rats were randomly assigned using the split-mouth design to two groups: light force with corticotomy (LF) and heavy force with corticotomy (HF). Tooth movement was performed on the maxillary first molars using a nickel-titanium closed-coil spring delivering either 10 g (light force) or 50 g (heavy force). Tooth movement and alveolar bone response were assessed by micro–computed tomography (micro-CT) at day 0 as the baseline and on days 7, 14, 21, and 28. Root resorption was examined by histomorphometric analysis at day 28.Results:Micro-CT analysis showed a significantly greater tooth movement in the HF group at days 7 and 14 but no difference in bone volume fraction at any of the observed periods. Histomorphometric analysis found no significant difference in root resorption between the LF and HF groups at day 28.Conclusions:Heavy force with corticotomy increased tooth movement at days 7 and 14 but did not show any difference in alveolar bone change or root resorption.     

持续力和间歇力对牙移动骨改建的影响

正畸矫治力的作用时间对牙移动和牙槽骨改建的速度有直接影响,国内外许多学者对此进行了研究。该文就持续力和间歇力对牙移动速度、牙周膜牙槽骨改建和牙体应力反应的影响作一简要综述。选择合适的正畸加力方式,有助于临床医师有效控制牙移动,缩短正畸疗程。     

正畸力作用下垂直型骨吸收牙周炎大鼠牙槽骨改建的实验研究

目的：观察正畸力作用下牙周炎大鼠垂直吸收的牙槽骨改建,为牙周炎的临床正畸治疗提供依据。方法：将75只10周龄雄性SD大鼠,随机分为3组,正常加力对照组（ A）、牙周炎垂直骨吸收对照组（ B）、牙周炎垂直骨吸收加力实验组（ C）,每组各25只,各组动物分别于加力后8 h,1、7、14、21 d处死,取动物模型上颌左侧第一磨牙近中牙槽骨进行组织学及免疫学检测,所得结果进行对比研究。结果：正畸加力至7d时,实验组大鼠垂直吸收侧牙周膜纤维排列紊乱,出现无细胞结构,结缔组织可见少量炎症细胞,牙槽骨表面还可见功能活跃的多核破骨细胞,与对照组相比较无显著差异,实验组大鼠牙周组织中IGF?1表达达到峰值,光密度值最高,与对照组比较有显著差异（ P＜0．05）;加力至14 d时,实验组大鼠垂直吸收侧牙周组织中RUNX2的表达达到峰值,其光密度值最高,明显高于正常加力对照组,其变化有统计学意义（P＜0．05）。结论：控制牙周炎症和消除咬合创伤后,正畸力能刺激牙周炎大鼠垂直缺损牙槽骨区域的RUNX2和IGF?1的表达增强,合成骨胶原和骨基质的能力增强,从而促进牙槽骨的改建。     

糖尿病大鼠牙齿移动后牙周组织基质金属蛋白酶-2表达的变化

目的探讨糖尿病大鼠正畸牙齿移动过程中基质金属蛋白酶- 2（MMP- 2）的分布和表达变化，研究糖尿病对牙周组织胶原代谢的影响。方法选用80只雄性SD大鼠, 牵引左侧上颌第一磨牙近中移动。实验组以链脲佐菌素腹腔注射制备1型糖尿病模型，3周后开始实验，分别于加力后0、3、7、14、21 d处死大鼠，应用两步免疫组化法检测大鼠牙周组织MMP- 2的表达。结果MMP- 2免疫组化结果显示牙齿移动后，牙周膜两侧MMP- 2表达增加，破骨细胞、骨细胞、成纤维细胞和部分成骨细胞MMP- 2染色阳性。图像分析结果显示实验组变化较对照组小。平均光密度表现动态变化，7 d最低，而后缓慢升高。加力后积分光密度逐渐升高，7 d达到顶峰，而后缓慢下降，21 d时仍维持在较高水平。结论未加力时，糖尿病大鼠颌骨胶原代谢增强。在正畸牙齿移动过程中，糖尿病大鼠骨质反应能力降低，胶原代谢较弱，牙齿移动时MMP- 2呈规律性变化，与牙齿正畸骨改建关系密切，在牙齿移动中起着重要的作用。     

应用Micro-CT研究矫治力对正畸牙齿移动及牙根吸收的影响

目的：了解不同矫治力作用下大鼠牙齿移动距离及牙根吸收情况,探索应用Micro?CT研究正畸牙齿移动过程中矫治力对牙根吸收的影响。方法10周龄健康雄性SD大鼠64只（220~270 g）,分别施以10 g （10 g力组）、30 g力（130 g力组）拉右侧上颌第一磨牙向近中移动建立实验动物模型,以对侧同名牙为对照牙。于加力后第3、7、14、28天处死动物,使用Micro?CT扫描上颌第一磨牙及周围牙槽骨,测量上颌第一磨牙近中移动距离,计算加力28 d上颌第一磨牙近中根的表面凹陷体积,进行统计学分析。结果加力后发生牙齿移动,10 g力组在加力14 d内,牙齿移动量小于30 g力组（P =0.039）,在加力28 d时大于30 g力组（P<0.05）。加力28 d,10 g力组、30 g力组的牙根表面凹陷总体积高于对照组（P=0.004）,30 g力组产生的牙根表面凹陷总体积高于10 g力组（P<0.001）。结论 Micro?CT可以对牙齿移动及牙根吸收进行可靠评价及量化分析。加力后28 d,10 g力组移动量较30 g力组大,相应产生牙根吸收较30 g力组少。     

牙周膜牵张成骨快速移动牙齿的组织学观察

目的 观察牙周膜牵张成骨快速移动牙齿的牙周组织学变化。方法 将6只杂种犬随机分为2w，4w，6w三组（每组二只）。拔除两侧第二前磨牙，并随机选择其中一侧为实验侧，另一侧为常规橡皮圈加力方法对照侧。动物基牙预备：拔牙凿骨减阻；粘结自制牵张装置；实验组以2次／天的频率、0．15fnm／次的速率加力，2w后固定保持。对照组以传统橡皮链对移动牙施加100g力值，加力2w后，固定保持。测量支抗牙、移动牙移动距离：分别于第2、4、6w各宰杀二只动物，观察实验侧与对照侧的组织学变化。结果 ①实验侧移动牙加力2w平均向远中移动3．78mm，对照侧移动牙平均向远中移动1．09mm（P〈0．01），实验侧支抗牙平均向近中移动0．42mm，对照侧支抗牙平均向近中移动0．40mm（P〉0．01）。②组织学观察得出：2w组，实验侧与对照侧相比，实验侧牙周膜显著增宽，牙周膜内成纤维细胞增殖，新生板层状牙槽骨明显增多，与牵张作用力方向一致；4w组，旧间隔骨已改建完成，牙周膜宽度基本恢复正常；6如组两种方法作用下移动牙牙周组织己无明显差异。结论 牙周膜牵张成骨可以快速移动牙齿；牙周组织不会出现不可复性损害。     

大鼠牙齿移动过程中牙周组织中基质金属蛋白酶—2的表达和分布

目的：观察大鼠牙齿正畸形移动过程中牙周组织中基质金属蛋白酶－2（MMP－2）在受力下的表达和分布。方法：选取雄性SD大鼠30只,分为空白对照组、牙齿移动1、3、6和10d组。用原位杂交染色方法观察并比较各组中第一磨牙牙周组织中MMP－2的表达和分布。结果：MMP－2基因在受力牙齿压力侧牙周组织的破骨细胞和张力侧牙周组织的成骨细胞和成纤细胞中的阳性表达明显强于对照组,且随受力时间的增加而增强。结论：本实验证明MMP－2参与了正畸牙齿移动过程中牙周组织的改建。     

增龄性因素对正畸牙齿移动影响的实验研究

目的:探索增龄性因素对正畸牙移动过程中牙周组织内HIF-1α及VEGF的影响。方法:建立不同年龄组的正畸牙齿移动动物模型,加力1 d、3 d、7 d、14 d及28 d,用免疫组化法检测牙周组织中HIF-1α及VEGF的表达情况。结果:青少年组大鼠实验侧压力区HIF-1α表达在加力1 d、3 d时明显高于成年组大鼠;VEGF表达量在加力1 d、3 d、7 d、14 d时明显高于成年组大鼠。结论:增龄性因素可使牙周组织对矫治力的反应速率降低,缺氧调控速率减慢,最终使牙槽骨改建减慢,牙移动速率降低。VEGF参与了正畸牙移动中组织改建过程,但成年组大鼠正畸牙齿移动过程中VEGF表达量增加缓慢,使牙槽骨改建速度降低,造成牙齿移动速度减慢。     

拔牙区骨改建对邻牙移动速度的影响

目的　本研究通过对拔牙创的骨改建进程及矫治力对牙齿移动的影响进行研究,为临床医生选择理想的矫治力和牙齿移动时机,缩短矫治时间提供依据。方法　取SD大鼠36只,随机分为3组,全麻下拔除一侧上颌第一磨牙,3月后拔除另一侧上颌第一磨牙。在拔牙后不同的时间制作口内矫治器,分别以0·30、0·60、1·36 N的力牵上颌第二磨牙向拔牙区移动,分别在施力前及施力后的第1、3、5、7、10、14天拍摄X线片,利用图像处理技术, 测量牙齿移动距离,以置入的拔髓针校正放大率。结果　①牙齿向新鲜拔牙区移动的速度明显大于向已愈合拔牙区移动的速度。②无论向新鲜拔牙区移动还是向已经愈合的拔牙区移动,0·30 N力组牙齿移动的距离在各时间点与0·60 N、1·36 N力组牙齿移动的距离之间存在显著的统计学差异;而0·60 N与1·36 N力组牙齿移动的距离之间基本上从第5天开始差别不大。③加力后牙齿移动周期一般包括三个阶段:瞬时运动;迟滞期;后期移动阶段。大约在第14天时,由于矫治力衰减,牙齿停止移动。结论　①牙齿向新鲜拔牙区移动速度快,而向已经愈合的拔牙区移动速度慢。②在矫治过程中,中等力较为合适;即使使用较大的力,也不一定引起较大的牙齿移动。     

机械敏感离子通道Piezo1在糖尿病大鼠牙移动过程中的表达和功能研究

目的 研究糖尿病大鼠正畸牙齿移动中张力侧牙周组织内Piezo1的表达变化, 探索其在张力侧牙周组织改建中的作用。方法 选取60只健康雄性Wistar大鼠为研究对象,分成对照组以及糖尿病组,以双侧切牙为支抗施加40 g拉伸力近中移动左侧第一磨牙,分别在0、7、14 d处死大鼠后获得左上后牙区牙槽骨块。HE染色检测组织形态变化,免疫组化及荧光染色检测张力侧Piezo1、Osterix以及Runx2的表达水平,Micro-CT检测张力侧骨组织相关参数指标。结果 正畸牙移动激活了张力侧牙周膜中Piezo1的表达,糖尿病大鼠Piezo1以及成骨分化关键转录因子Osterix和Runx2的表达显著低于健康大鼠。结论 糖尿病显著抑制了正畸牙移动过程中张力侧牙周膜中Piezo1的表达,降低了张力侧成骨活性,抑制正畸牙移动张力侧牙周组织的改建。     

M-CSF油包水型微乳对大鼠正畸牙齿移动的影响

目的探讨巨噬细胞集落刺激因子（M—CSF）油包水型（W／O）微乳对大鼠正畸牙齿移动及其牙周组织改建的影响。方法选用蓖麻油和无水乙醇分别作为表面活性剂和助表面活性剂,油酸聚乙二醇甘油酯作为油相,M-CSF水溶液为水相,制备成M—CSF油包水型微乳。加力ld开始,每2d将该微乳局部注射于大鼠左上第一磨牙,分别于1d,3d,7d,14d测量上颌第一磨牙移动距离,用HE染色观察牙周组织改建情况。结果加力1d,4组间无明显差异（P〉0．05）;加力3d,M—CSF微乳组正畸牙移动距离大于其它组,但与M—CSF水溶液组差别无统计学意义（P〉0．05）;加力7d和14d,M-CSF微乳组正畸牙移动距离同样大于其它组,差异有统计学意义（P〈0．01）,且压力侧牙槽骨骨吸收陷窝增多,呈“锯齿”状。结论大鼠正畸牙齿局部注射M．CSF油包水型微乳可以促进其移动及压力侧牙周组织改建。