牙周膜微血管对水平外力反应的实验研究
作者：何玉玲 徐军 邓燕 刘纯义
单位：110002 沈阳，中国医科大学附属口腔医院(何玉玲、邓燕、刘纯义)；北京医科大学口腔医学院(徐军)
关键词：牙周膜；微血管；扫描电子显微镜
中华口腔医学杂志/980519 【摘要】 目的 探讨牙周膜微血管对水平外力的反应。方法 以狗为受试对象，使用墨汁灌注，火棉胶包埋，连续切片观察并用图象分析仪进行定量研究，配合对甲基丙烯酸甲酯铸型的扫描电镜观察。结果 在狗下颌第四前磨牙施加200g近中向水平外力2小时后，牵张侧单位牙周膜面积内血管截面积明显大于受压侧，实验组受压侧与对照组同侧比较，差异无显著性。而实验组根颈1/3、根尖1/3的牵张侧与对照组同侧比较，差异有非常显著性。结论 牙齿受到短时外力时，牙周膜内微血管的改变对牙周膜的缓冲作用有重要意义。
The responses of the microvasculature of the periodontal ligament to horizontal force
, http://www.100md.com
He Yuling*, Xu Jun, Deng Yan, et al. *Affiliated Stomatology Hospital of China Medical University , Shenyang 110002
【Abstract】 Objective The purpose of this study is to examine the responses of the microvasculature in periodontal ligament(PDL) to horizontal force. Methods Using ink injections and celloidin embed, serial sections were cut, then observed by light micrascope, quantitative analysis was conducted by the picture-analysis instrument. Vascular corrosion casts were prepared and examined by scanning electron microscopy. The forth premolars of dogs were pulled by 200g force in a mesial direction for two hours, and the pressure effects in different positions were demonstrated. Results The section area of the microvasculature per unit PDL area is obvious larger on the tension sides than on the pressure sides. There is not an obvious distinction on the pressure sides between the experiment groups and control groups. However, there are clear distinctions in the one-third of cervical, and apical segment on the tension sides between the experiment groups and control groups. Conclusion The microvascular changes in PDL had importance to the cushioning effect of PDL when a teeth received a kind of force in a short time.
, 百拇医药
【Key words】 Periodontal ligament (PDL) Microvasculature Scanning electron microscope (SEM)
大量的实验研究表明，牙周膜微血管对于维持牙齿及牙周组织的正常生理功能具有重要意义[1，2]。但以往关于牙周膜微血管的研究主要是从形态学方面进行描述，尚缺乏定量分析的报道。本实验以狗为受试对象，采用墨汁灌注、火棉胶连续切片观察及甲基丙烯酸甲酯铸型、扫描电镜观察，借助图象分析仪进行定量研究，观察狗的牙周膜微血管构筑，探讨牙周膜微血管对水平外力的反应。
材料和方法
1. 实验动物：选用健康成年杂种狗4只，体重为8.0～10.0kg。随机取一侧下颌为实验侧，另一侧为对照侧，作自身对照。2只狗做墨汁灌注，2只狗做树脂灌注。
, http://www.100md.com 2. 麻醉与手术：按0.1ml/kg体重肌注速眠新，然后追加戊巴比妥钠30mg/kg体重，进行复合麻醉。通过粘贴正畸附件，给狗的一侧下颌第四前磨牙施加200g近中水平力。暴露双侧颈总动脉和颈内、外静脉，当加力至2小时，进行颈内、外静脉放血，将动物处死。颈总动脉插管，用37℃肝素生理盐水冲洗，至颈内、外静脉流出清亮液体。
3. 墨汁血管灌注组织切片法：将10%甲醛墨汁液从颈总动脉注入,当颈内、外静脉流出墨汁时，结扎静脉，继续灌注至口腔粘膜呈现均匀黑色时停止。2小时后再灌注一次，结扎动脉。将该材料置于10%福尔马林液内固定一周。取材，脱钙，脱水，火棉胶包埋，切取150 μm的连续切片，伊红染色，光镜下观察。
4. 图象处理分析：用日本产LUZEX-F型图象
虚线所示为切割部位
, 百拇医药
图1 取材切割位置示意
箭头所示为应力方向
图4 牙齿受力反应示意
分析仪对组织切片进行图象处理。将实验组与对照组每张切片的牙周膜均按根颈1/3、根中1/3与根尖1/3分区及近、远中向定位，每一部位随机取10张切片进行图象处理。分析仪自动打出各部位牙周膜的面积及该面积内血管的截面积总和，计算出单位牙周膜面积内的血管截面积并进行统计学处理。
5. 树脂铸型扫描电镜标本制备：配制甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯组成的预聚液，灌注时先用少量单体引路，再向预聚液内加入占液体量1%的促进剂二甲基苯胺，自动脉导管内注入，然后结扎动、静脉，将头部置于60℃水中数小时，使树脂硬化。摘取下颌骨，冷冻后按图1所示切割，放入10%NaOH液中腐蚀一周，期间不断用流水缓缓冲洗标本，最后在双目解剖镜下检查修整。离子镀膜仪喷镀，日立S-450型扫描电镜观察。
, 百拇医药
结果
1. 牙周膜微血管构筑：牙周膜主要的血管来源是经牙槽骨筛状板骨孔进入牙周膜的，牙周膜的血管大致分为二层：靠近牙槽骨壁侧主要为纵行的血管，管径较粗，其间有少量交通枝；而靠近牙根侧主要为毛细血管网。在根尖可见螺旋状的毛细血管网(图2)。在牙周膜内可见微动脉与微静脉伴行(图3)。
2. 加力2小时后牙周膜内各部位血管的变化：可见实验组根颈1/3、根尖1/3受压侧牙周膜内血管密度减少，牵张侧血管密度明显增加，各部位的单位牙周膜面积内血管截面积变化见附表。经对每一部位实验组与对照组的测值两两比较t检验，结果颈部远中牵张侧、根尖部近中牵张侧的单位牙周膜面积内的血管截面积与各自对照组比较，均为P<0.01，差异有非常显著性。其余各组间比较，均为P>0.05，差异无显著性。另外，颈部、根尖部各自的受压侧与牵张侧之间经t检验，P<0.01，差异有非常显著性。
附表 实验组与对照组各部位单位牙周膜面积内
, http://www.100md.com
的血管截面积比较 部位
组别
切片数
单位牙周膜面积内的
血管截面积(
±s)(μm)2
根颈1/3
对照
10
0.362±0.092
近中
实验(受压)
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10
0.387±0.072
对照
10
0.387±0.080
远中
实验(牵张)
10
0.500±0.108
根中1/3
对照
10
0.272±0.074
, http://www.100md.com
近中
实验(受压)
10
0.280±0.071
对照
10
0.336±0.054
远中
实验(牵张)
10
0.347±0.079
根尖1/3
对照
, http://www.100md.com
10
0.401±0.056
近中
实验(牵张)
10
0.484±0.071
对照
10
0.479±0.069
远中
实验(受压)
10
0.475±0.072
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讨论
1.牙周膜内的血管形态及分布：在本实验中观察到牙周膜的血管大致分两层，这一结果与Kindlova[3]和Selliseth[4]的报道相同。我们认为，牙周膜内微血管的这种分层结构是与其局部的生理功能相适应的。因牙骨质内没有血管，其营养主要来自于牙周膜，而牙周膜的血管主要源于牙槽骨的血液供应。此外，实验中我们在根尖部见到螺旋状毛细血管，推测这种螺旋簧样结构可能对外力起到缓冲作用。
2.牙周膜内血管分类：对于牙周膜微血管的分类有许多不同的看法。Weeks[1]认为鼠的牙周膜内主要为毛细血管后微静脉，少量的毛细血管，没有动脉，其血液供应方式是牙槽间隔内的动脉在进入牙周膜时与毛细血管后微静脉直接吻合。Kindlova[3]认为猴的牙周膜中有动脉、毛细血管和静脉，但没有伴行的动脉和静脉系统；Selliseth[4]通过测量血管径对鼠牙周膜内的血管进行了分类；Johnson[5]只描述血管，未进一步分类。李东[6]的研究中亦只提及动脉系统。本实验中观察到牙周膜内有伴行的微动脉和微静脉及毛细血管。
, 百拇医药
3. 牙周膜微血管对水平外力的反应：牙齿受力后最初的反应是液体的移动[7]，使牙周膜间的液压明显增加。牙周膜的液体系统在牙周膜间构成了独特的液体动力学状态，类似于液压机制。Khouw[8]的实验结果为受压侧与牵张侧血管密度均增加。本实验在狗的第四前磨牙牙冠上施以近中水平侧向力，力的作用结果产生4个压力区及4个牵张区(图4)。我们测量了其近中根的近中面及远中根的远中面共2个压力区和2个牵张区的单位牙周膜面积内的血管截面积。从结果来看，根颈1/3与根尖1/3的受压侧与对照组比较，变化不明显；而在牵张侧牙周膜内毛细血管压力低于牙槽骨内的毛细血管压力。在没有瓣膜的静脉血管内血液流动是由高压区到低压区，且牙周膜内静脉多，动脉少，结果导致该侧血流量增多。这些均对力的缓冲有重要意义。在根中部两侧血液供应变化的差异无显著性，说明该部位受力最小。在本实验的施力条件下，转动中心可能位于该区。
图2 根尖部的螺旋状毛细血管网 图3 PDL内微动脉与微静脉伴行，A 微动脉 V 微静脉 AL 牙槽突
, 百拇医药
参考文献
1 Weeks WT, Sims MR. The vasculature of the rat molar periodontal ligamant. J Periodont Res, 1986, 21:186-194.
2 Murrell EF, Yen EH, Johnson RB, et al. Vascular changes in the periodontal ligament after removal of orthodontic forces. Am J Orthod Dentafacial orthop,1996,110:280-286.
3 Kindlova M. The blood supply of the marginal periodontium in Macacus Rhesus. Arch Oral Biol, 1965,10：869-874.
, http://www.100md.com
4 Selliseth NJ， Selvig KA. The vasculature of the periodontal ligament :a scanning electron microscopic study using corrosion casts in the rat. J Periodontol, 1994,65:1079-1087.
5 Johnson RB, Highison GJ. Ultrasonic microdissection of the mouse mandible: exposure of the vasculature of alveolarbone and myelinated axons of the pulp. Anat Rec, 1985,211:96-101.
6 李东, 陈华, 徐如生, 用血管铸型技术观察正畸加力前后牙周组织中微血管形态的变化。中华口腔医学杂志，1993, 28:174-176.
7 段银钟主编. 口腔正畸生物学. 第1版.西安：世界图书出版公司,1994.13-14.
8 Khouw FE. Changes in vasculature of the periodontium associated with tooth movement in the rhesus and dog. Arch Oral Biol, 1970,15; 1125-1132.
(收稿：1997-08-03 修回：1998-05-20), 百拇医药
单位：110002 沈阳，中国医科大学附属口腔医院(何玉玲、邓燕、刘纯义)；北京医科大学口腔医学院(徐军)
关键词：牙周膜；微血管；扫描电子显微镜
中华口腔医学杂志/980519 【摘要】 目的 探讨牙周膜微血管对水平外力的反应。方法 以狗为受试对象，使用墨汁灌注，火棉胶包埋，连续切片观察并用图象分析仪进行定量研究，配合对甲基丙烯酸甲酯铸型的扫描电镜观察。结果 在狗下颌第四前磨牙施加200g近中向水平外力2小时后，牵张侧单位牙周膜面积内血管截面积明显大于受压侧，实验组受压侧与对照组同侧比较，差异无显著性。而实验组根颈1/3、根尖1/3的牵张侧与对照组同侧比较，差异有非常显著性。结论 牙齿受到短时外力时，牙周膜内微血管的改变对牙周膜的缓冲作用有重要意义。
The responses of the microvasculature of the periodontal ligament to horizontal force
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He Yuling*, Xu Jun, Deng Yan, et al. *Affiliated Stomatology Hospital of China Medical University , Shenyang 110002
【Abstract】 Objective The purpose of this study is to examine the responses of the microvasculature in periodontal ligament(PDL) to horizontal force. Methods Using ink injections and celloidin embed, serial sections were cut, then observed by light micrascope, quantitative analysis was conducted by the picture-analysis instrument. Vascular corrosion casts were prepared and examined by scanning electron microscopy. The forth premolars of dogs were pulled by 200g force in a mesial direction for two hours, and the pressure effects in different positions were demonstrated. Results The section area of the microvasculature per unit PDL area is obvious larger on the tension sides than on the pressure sides. There is not an obvious distinction on the pressure sides between the experiment groups and control groups. However, there are clear distinctions in the one-third of cervical, and apical segment on the tension sides between the experiment groups and control groups. Conclusion The microvascular changes in PDL had importance to the cushioning effect of PDL when a teeth received a kind of force in a short time.
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【Key words】 Periodontal ligament (PDL) Microvasculature Scanning electron microscope (SEM)
大量的实验研究表明，牙周膜微血管对于维持牙齿及牙周组织的正常生理功能具有重要意义[1，2]。但以往关于牙周膜微血管的研究主要是从形态学方面进行描述，尚缺乏定量分析的报道。本实验以狗为受试对象，采用墨汁灌注、火棉胶连续切片观察及甲基丙烯酸甲酯铸型、扫描电镜观察，借助图象分析仪进行定量研究，观察狗的牙周膜微血管构筑，探讨牙周膜微血管对水平外力的反应。
材料和方法
1. 实验动物：选用健康成年杂种狗4只，体重为8.0～10.0kg。随机取一侧下颌为实验侧，另一侧为对照侧，作自身对照。2只狗做墨汁灌注，2只狗做树脂灌注。
, http://www.100md.com 2. 麻醉与手术：按0.1ml/kg体重肌注速眠新，然后追加戊巴比妥钠30mg/kg体重，进行复合麻醉。通过粘贴正畸附件，给狗的一侧下颌第四前磨牙施加200g近中水平力。暴露双侧颈总动脉和颈内、外静脉，当加力至2小时，进行颈内、外静脉放血，将动物处死。颈总动脉插管，用37℃肝素生理盐水冲洗，至颈内、外静脉流出清亮液体。
3. 墨汁血管灌注组织切片法：将10%甲醛墨汁液从颈总动脉注入,当颈内、外静脉流出墨汁时，结扎静脉，继续灌注至口腔粘膜呈现均匀黑色时停止。2小时后再灌注一次，结扎动脉。将该材料置于10%福尔马林液内固定一周。取材，脱钙，脱水，火棉胶包埋，切取150 μm的连续切片，伊红染色，光镜下观察。
4. 图象处理分析：用日本产LUZEX-F型图象
虚线所示为切割部位
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图1 取材切割位置示意
箭头所示为应力方向
图4 牙齿受力反应示意
分析仪对组织切片进行图象处理。将实验组与对照组每张切片的牙周膜均按根颈1/3、根中1/3与根尖1/3分区及近、远中向定位，每一部位随机取10张切片进行图象处理。分析仪自动打出各部位牙周膜的面积及该面积内血管的截面积总和，计算出单位牙周膜面积内的血管截面积并进行统计学处理。
5. 树脂铸型扫描电镜标本制备：配制甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯组成的预聚液，灌注时先用少量单体引路，再向预聚液内加入占液体量1%的促进剂二甲基苯胺，自动脉导管内注入，然后结扎动、静脉，将头部置于60℃水中数小时，使树脂硬化。摘取下颌骨，冷冻后按图1所示切割，放入10%NaOH液中腐蚀一周，期间不断用流水缓缓冲洗标本，最后在双目解剖镜下检查修整。离子镀膜仪喷镀，日立S-450型扫描电镜观察。
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结果
1. 牙周膜微血管构筑：牙周膜主要的血管来源是经牙槽骨筛状板骨孔进入牙周膜的，牙周膜的血管大致分为二层：靠近牙槽骨壁侧主要为纵行的血管，管径较粗，其间有少量交通枝；而靠近牙根侧主要为毛细血管网。在根尖可见螺旋状的毛细血管网(图2)。在牙周膜内可见微动脉与微静脉伴行(图3)。
2. 加力2小时后牙周膜内各部位血管的变化：可见实验组根颈1/3、根尖1/3受压侧牙周膜内血管密度减少，牵张侧血管密度明显增加，各部位的单位牙周膜面积内血管截面积变化见附表。经对每一部位实验组与对照组的测值两两比较t检验，结果颈部远中牵张侧、根尖部近中牵张侧的单位牙周膜面积内的血管截面积与各自对照组比较，均为P<0.01，差异有非常显著性。其余各组间比较，均为P>0.05，差异无显著性。另外，颈部、根尖部各自的受压侧与牵张侧之间经t检验，P<0.01，差异有非常显著性。
附表 实验组与对照组各部位单位牙周膜面积内
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的血管截面积比较 部位
组别
切片数
单位牙周膜面积内的
血管截面积(
±s)(μm)2根颈1/3
对照
10
0.362±0.092
近中
实验(受压)
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10
0.387±0.072
对照
10
0.387±0.080
远中
实验(牵张)
10
0.500±0.108
根中1/3
对照
10
0.272±0.074
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近中
实验(受压)
10
0.280±0.071
对照
10
0.336±0.054
远中
实验(牵张)
10
0.347±0.079
根尖1/3
对照
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0.401±0.056
近中
实验(牵张)
10
0.484±0.071
对照
10
0.479±0.069
远中
实验(受压)
10
0.475±0.072
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讨论
1.牙周膜内的血管形态及分布：在本实验中观察到牙周膜的血管大致分两层，这一结果与Kindlova[3]和Selliseth[4]的报道相同。我们认为，牙周膜内微血管的这种分层结构是与其局部的生理功能相适应的。因牙骨质内没有血管，其营养主要来自于牙周膜，而牙周膜的血管主要源于牙槽骨的血液供应。此外，实验中我们在根尖部见到螺旋状毛细血管，推测这种螺旋簧样结构可能对外力起到缓冲作用。
2.牙周膜内血管分类：对于牙周膜微血管的分类有许多不同的看法。Weeks[1]认为鼠的牙周膜内主要为毛细血管后微静脉，少量的毛细血管，没有动脉，其血液供应方式是牙槽间隔内的动脉在进入牙周膜时与毛细血管后微静脉直接吻合。Kindlova[3]认为猴的牙周膜中有动脉、毛细血管和静脉，但没有伴行的动脉和静脉系统；Selliseth[4]通过测量血管径对鼠牙周膜内的血管进行了分类；Johnson[5]只描述血管，未进一步分类。李东[6]的研究中亦只提及动脉系统。本实验中观察到牙周膜内有伴行的微动脉和微静脉及毛细血管。
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3. 牙周膜微血管对水平外力的反应：牙齿受力后最初的反应是液体的移动[7]，使牙周膜间的液压明显增加。牙周膜的液体系统在牙周膜间构成了独特的液体动力学状态，类似于液压机制。Khouw[8]的实验结果为受压侧与牵张侧血管密度均增加。本实验在狗的第四前磨牙牙冠上施以近中水平侧向力，力的作用结果产生4个压力区及4个牵张区(图4)。我们测量了其近中根的近中面及远中根的远中面共2个压力区和2个牵张区的单位牙周膜面积内的血管截面积。从结果来看，根颈1/3与根尖1/3的受压侧与对照组比较，变化不明显；而在牵张侧牙周膜内毛细血管压力低于牙槽骨内的毛细血管压力。在没有瓣膜的静脉血管内血液流动是由高压区到低压区，且牙周膜内静脉多，动脉少，结果导致该侧血流量增多。这些均对力的缓冲有重要意义。在根中部两侧血液供应变化的差异无显著性，说明该部位受力最小。在本实验的施力条件下，转动中心可能位于该区。
图2 根尖部的螺旋状毛细血管网 图3 PDL内微动脉与微静脉伴行，A 微动脉 V 微静脉 AL 牙槽突
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参考文献
1 Weeks WT, Sims MR. The vasculature of the rat molar periodontal ligamant. J Periodont Res, 1986, 21:186-194.
2 Murrell EF, Yen EH, Johnson RB, et al. Vascular changes in the periodontal ligament after removal of orthodontic forces. Am J Orthod Dentafacial orthop,1996,110:280-286.
3 Kindlova M. The blood supply of the marginal periodontium in Macacus Rhesus. Arch Oral Biol, 1965,10：869-874.
, http://www.100md.com
4 Selliseth NJ， Selvig KA. The vasculature of the periodontal ligament :a scanning electron microscopic study using corrosion casts in the rat. J Periodontol, 1994,65:1079-1087.
5 Johnson RB, Highison GJ. Ultrasonic microdissection of the mouse mandible: exposure of the vasculature of alveolarbone and myelinated axons of the pulp. Anat Rec, 1985,211:96-101.
6 李东, 陈华, 徐如生, 用血管铸型技术观察正畸加力前后牙周组织中微血管形态的变化。中华口腔医学杂志，1993, 28:174-176.
7 段银钟主编. 口腔正畸生物学. 第1版.西安：世界图书出版公司,1994.13-14.
8 Khouw FE. Changes in vasculature of the periodontium associated with tooth movement in the rhesus and dog. Arch Oral Biol, 1970,15; 1125-1132.
(收稿：1997-08-03 修回：1998-05-20), 百拇医药