目的:随着我国居民生活条件的改善,近年来进行口腔正畸治疗的患者越来越多,但疗程一般两年多,有的甚至更长。在此期间,患者不注意口腔卫生,会引起牙龈炎、牙周炎、龋齿等疾病。在口腔正畸临床医治过程当中,牙齿移动的速度多数为每个月1毫米,为了加速牙齿移动,正畸学者们进行了大量研究,探讨加速牙齿移动的方法。目前加速牙齿移动的方法分为四类:手术治疗方法、基因治疗方法、药物治疗方法和物理治疗方法。手术方法具有一定的创伤性,基因治疗方法目前不太成熟,药物治疗方法可能会引起一些副作用。而激光照射属于物理治疗方法的一种,它主要通过加快破骨细胞和成骨细胞的形成达到加速牙齿移动的目的。其中半导体激光涵盖了其他类激光的应用范围,具有体积小、寿命长、成本低和使用安全等多种优点,作为一种没有创伤、操作简单方便的加速牙移动方法,更容易被患者和医生接受。在半导体激光照射下,牙槽骨骨结构发生了怎样的变化尚不清楚。有关牙齿移动的动物实验对象多为大鼠,通常用游标卡尺测量大鼠牙齿移动距离,结果不够精确,误差较大。在观察牙槽骨改建和牙根吸收时,常用组织学切片的方法,切片只能从二维角度进行观测。Micro-CT是空间分辨率高达1-10μm的医学CT,它可以从三维角度更加全面和精确的观察正畸牙齿移动距离、牙槽骨骨结构的变化和牙根吸收情况。本实验采用Micro-CT观测在半导体激光照射下正畸牙齿移动速度、牙槽骨微观结构变化和牙根吸收的情况,探讨半导体激光对牙移动的影响,从而为半导体激光在正畸临床上加速牙齿移动提供理论参考。方法:1建立大鼠牙移动模型10%水合氯醛腹腔麻醉(300-350mg/kg),上颌切牙与第一磨牙间使用镍钛螺旋拉簧加力。通过上颌两切牙作为支抗,牵引双侧上颌第一磨牙向近中移动,每侧力值为10g,见Fig.1。2半导体激光照射异氟烷吸入麻醉,见Fig.2。牙齿加力后1-14天,每天使用半导体激光照射(波长980nm,能量密度10J/cm2)右侧上颌第一磨牙区域,见Fig.3和Fig.4。3 Micro-CT扫描大鼠心脏灌注处死后,制取标本。用Micro-CT(Sky Scan1076,比利时)对标本进行扫描,扫描参数为每次旋转0.7°,总共旋转180°,73k V,142μA,层厚为18μm,图像大小为1024×1024像素。每个标本扫描时间大约为30分钟。然后运用Micro-CT自带的程序进行图片的重构,每个样本重构时间约40分钟,得到图片1000张左右,见Fig.5。使用CTAn软件,进行牙齿移动距离、牙根长度和牙槽骨骨结构各项参数的测量,见Fig.6和Fig.7。4制作组织学切片将标本放置于EDTA溶液中脱钙,石蜡包埋,制作以上颌第一磨牙为中心的、近远中方向的组织切片,常规HE染色。光镜下观察组织学变化。5统计分析采用SPSS 21.0统计软件进行数据分析。计量资料用均数±标准差(Mean±SD)表示,对正态分布且方差齐的数据采用单因素方差分析(one-factor ANOVA),两组间均数比较采用独立样本t检验,四组间均数比较采用方差分析,两两比较采用LSD检验。若非正态或方差不齐采用非参数的秩和检验Kruskal-Wallis H检验。取α=0.05作为检验水准,P<0.05为差异有统计学意义。结果:1牙齿移动距离第3天,激光组牙齿移动距离与对照组相比无统计学差异(P>0.05);第7天、14天两组均有显著差异(P<0.05),激光组(7d:203.27±32.28μm,14d:320.80±33.82μm)明显大于对照组(7d:166.93±15.46μm,14d:259.40±30.01μm)。两组的牙齿移动距离在第0、3、7、14天时两两比较均存在显著性差异(P<0.05)。第3-7天期间,两组牙齿移动速率均比第0-3天时慢;第7-14天期间,两组牙齿移动速率均比3-7天时快,见Fig.8和Table1、9、10。2牙根吸收情况第3天、7天,激光组牙根长度与对照组相比无统计学差异(P>0.05);第14天,激光组牙根长度(1.93±0.10mm)显著大于对照组牙根长度(1.84±0.12mm)(P<0.05)。激光组牙根长度在第0、3、7、14天时两两比较均无统计学差异(P>0.05)。第14天,对照组牙根长度小于第0天、3天时的牙根长度(P<0.05),见Fig.9和Table 2、9、10。3牙槽骨骨结构参数3.1压力侧牙槽骨骨密度(Bone Mineral Density,BMD)第3天,两组BMD值无统计学差异(P>0.05);第7天、14天,激光组BMD值显著低于对照组(P<0.05)。从0天-14天两组BMD值呈降低趋势,见Fig.10和Table 3、9、10。3.2压力侧骨体积分数(Bone Volume Fraction,BV/TV)第3天,两组BV/TV值无统计学差异(P>0.05);第7天、14天,激光组BV/TV值显著低于对照组(P<0.05)。从0天-14天两组BV/TV值呈下降趋势,见Fig.11和Table 4、9、10。3.3压力侧骨小梁间隙(Trabecular Separation,Tb.Sp)第3天,两组Tb.Sp值无统计学差异(P>0.05);第7天、14天,激光组Tb.Sp值显著高于对照组(P<0.05)。从0天-14天两组Tb.Sp值呈上升趋势,见Fig.12和Table 5、9、10。3.4张力侧牙槽骨骨密度(BMD)第3天,激光组BMD值低于对照组(P<0.05);第7天、14天,激光组BMD值显著高于对照组(P<0.05)。从0天-14天两组BMD值呈先降低后升高的趋势,见Fig.13和Table 6、9、10。3.5张力侧骨体积分数(BV/TV)第3天、7天,两组BV/TV值无统计学差异(P>0.05);第14天,激光组BV/TV值显著高于对照组(P<0.05)。从0天-14天两组BV/TV值呈先降低后升高的趋势,见Fig.14和Table 7、9、10。3.6张力侧骨小梁间隙(Tb.Sp)第3天、7天,两组Tb.Sp值无统计学差异(P>0.05);第14天,激光组Tb.Sp值显著低于对照组(P<0.05)。从0天-14天两组Tb.Sp值呈先升高后降低的趋势,见Fig.15和Table 8、9、10。4组织学观察4.1张力侧第3天时可以观察到两组牙周膜间隙增宽,牙槽骨出现凹坑状吸收,周围可见少量破骨细胞,牙周膜纤维沿着牵引力的方向排列。激光组可见更多的血管扩张充血,少量新生牙槽骨。第7天时,两组血管数量增多,成纤维细胞增多。激光组牙槽骨表面成骨细胞数量显著多于对照组,成骨非常活跃,牙槽骨边缘小的陷窝变平滑,表面骨基质沉积可见新骨形成。第14天时,两组都有明显的新骨形成。激光组的新骨形成多于对照组,见Fig.16、17、18。4.2压力侧第3天时激光组和对照组牙周膜受压变窄、可见牙槽骨浅的吸收陷凹处有破骨细胞出现,激光组破骨细胞较对照组多。对照组牙周膜出现透明样变,血管腔隙变窄。激光组,未见玻璃样变,血管无明显变化。第7天时激光组和对照组牙周膜宽度有所恢复,牙槽骨表面可见大量吸收陷凹。激光组牙槽骨表面破骨细胞数量显著增多,较对照组破骨更活跃,吸收陷凹更多、更深。激光组偶见牙根吸收,仅累及牙骨质,对照组牙根吸收可达牙本质。第14天时激光组破骨细胞明显减少。对照组,透明样变已经基本被清除,可见部分牙根吸收深达牙本质,见Fig.19、20、21。结论:1半导体激光照射可以加快牙齿移动速度。2半导体激光照射可以减少牙齿移动过程中的牙根吸收。3半导体激光照射加速牙齿移动过程中牙槽骨的改建。4 Micro-CT扫描技术可以从三维方向获取精确的牙槽骨微观骨结构参数、牙齿移动距离和牙根长度等数据。