李波,高潔,劉冬娟
(中國醫(yī)科大學(xué)1.附屬口腔醫(yī)院解剖生理教研室,沈陽 110002;2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院第二電鏡中心,沈陽 110001)
牙體組織由牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)、牙骨質(zhì)3種硬組織和牙髓共同組成。其中牙釉質(zhì)在牙齒萌出后即發(fā)育完成,而牙本質(zhì)和牙骨質(zhì)隨著年齡變化可能有新的沉積,損傷后,可以通過牙髓和牙周膜再生。年輕恒牙為剛剛萌出,牙根尚未發(fā)育完成的恒牙。齲病是發(fā)生在牙齒硬組織上的慢性細(xì)菌性漸進(jìn)性疾?。?]。流行病學(xué)研究顯示,年輕恒牙較成熟恒牙更容易患齲病,認(rèn)為是年輕恒牙的牙體硬組織結(jié)構(gòu)決定了齲病易感性[2]。本研究擬通過觀察年輕恒牙的超微結(jié)構(gòu)特征,探討年輕恒牙齲病和牙髓病變與其形態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
取2009年至2010年我院口腔頜面外科因正畸治療需要而拔除的恒前磨牙(共4顆,均為根尖孔尚未發(fā)育完成的年輕恒牙),立即置入2.5%戊二醛溶液中,于4℃下固定過夜。沿近、遠(yuǎn)中及唇、舌方向劈開牙齒,小心分離牙髓組織,并置于2.5%戊二醛中繼續(xù)固定。
取經(jīng)過2.5%戊二醛固定的牙齒材料,常規(guī)乙醇脫水,臨界點(diǎn)干燥(HCP-2型臨界點(diǎn)干燥器),噴金,在T-300(JEOL)掃描電鏡下觀察。
取經(jīng)過2.5%戊二醛固定的牙髓,0.1 mol/L PBS漂洗,1%鋨酸后固定,梯度丙酮脫水,環(huán)氧樹脂812常規(guī)包埋。半薄切片定位后行超薄切片(70 nm),醋酸鈾—檸檬酸鉛雙染色,1200-EX(JEOL)透射電鏡下觀察。
年輕恒牙的牙釉質(zhì)表面有很多牙面平行線,但釉柱較細(xì),柱鞘所占空間大,組織致密度低,可見疊瓦狀線。釉質(zhì)表面很多微孔(圖1)。在牙髓腔的縱向剖面上,髓腔壁的牙本質(zhì)中可以見到大量被縱斷或者斜斷的牙本質(zhì)小管以及小管之間已經(jīng)礦化的牙本質(zhì),小管較直,在牙本質(zhì)中貫穿走行(圖2)。牙骨質(zhì)剖面可見大量的牙骨質(zhì)細(xì)胞,細(xì)胞表面有很多突起,并伸出很多偽足,相互間排列緊密(圖3)。
在前磨牙的牙髓腔壁內(nèi)表面,根頸1/3區(qū)分布密集開口的牙本質(zhì)小管,開口較規(guī)則,多為圓形或者橢圓形,管間牙本質(zhì)較多,管周牙本質(zhì)少(圖4)。牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)比較致密,膠原纖維結(jié)合緊密。在髓腔壁的內(nèi)表面還可以看到大量的成牙本質(zhì)細(xì)胞,胞體似圓柱狀,頂端有長的突起伸入到牙本質(zhì)小管內(nèi)(圖5)。成牙本質(zhì)細(xì)胞突起排列整齊地延伸到釉牙本質(zhì)界處(圖 6)。
在牙髓冠部可見多個(gè)柱狀成牙本質(zhì)細(xì)胞,細(xì)胞平均長度8~10 μm,直徑4~5 μm。胞核位于基底,核形不規(guī)則,核內(nèi)異染色質(zhì)豐富,胞質(zhì)內(nèi)可見較多的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),線粒體遍布胞質(zhì),可見到空泡、大量的微絲和微管(圖7,8),微管多與胞體長軸平行排列。成牙本質(zhì)細(xì)胞間有細(xì)胞連接裝置(圖8)。
齲病是在以細(xì)菌為主的多種因素影響下,牙體硬組織發(fā)生慢性進(jìn)行性破壞的疾病。齲病是人類的常見病、多發(fā)病之一,在各種疾病的發(fā)病率中,齲病位居前列。尤其在青少年人群中較高[1]。臨床表現(xiàn)為牙齒硬組織,包括牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)和牙骨質(zhì)在顏色、形態(tài)和質(zhì)地等方面發(fā)生變化,因此牙齒硬組織的解剖形態(tài)結(jié)構(gòu)決定了齲病易感性。牙釉質(zhì)位于牙冠表面,直接與口腔內(nèi)唾液接觸,唾液成分及飲食結(jié)構(gòu)會(huì)影響牙釉質(zhì)的形態(tài)和化學(xué)成分的變化。本實(shí)驗(yàn)利用掃描電鏡觀察牙齒硬組織的超微結(jié)構(gòu),探討解剖形態(tài)與齲患之間的關(guān)系。結(jié)果顯示年輕恒牙的牙釉質(zhì)表面多孔,釉柱較細(xì),認(rèn)為這是由于年輕恒牙萌出時(shí)間短,釉質(zhì)未受到口腔環(huán)境的影響,唾液中的鈣磷離子沒有滲入釉質(zhì),磷酸鈣礦物質(zhì)尚未發(fā)生沉積所致。年輕恒牙的這種釉質(zhì)表面多孔狀結(jié)構(gòu)易為細(xì)菌聚集而形成菌斑[2~4],是初萌年輕恒牙齲病發(fā)病率高、發(fā)病早的重要原因之一。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了年輕恒牙牙釉質(zhì)的這種齲壞易感結(jié)構(gòu)特征。
秦燕軍等[5]的掃描電鏡觀測顯示,上頜第一前磨牙髓腔面牙本質(zhì)小管口的形態(tài)呈圓形、卵圓形、長條形和不規(guī)則形。本實(shí)驗(yàn)掃描電鏡觀察所見與秦燕軍等報(bào)道略有不同,上頜第一前磨牙牙髓腔壁內(nèi)表面牙本質(zhì)小管橫斷面開口均勻較大,形態(tài)以圓形和卵圓形為主,管間牙本質(zhì)較多,管周牙本質(zhì)較少,這可能與所采集的標(biāo)本為年輕恒牙、其結(jié)構(gòu)尚未發(fā)育完成有關(guān)。這種粗大的牙本質(zhì)小管為年輕恒牙的發(fā)育提供營養(yǎng)通路,同時(shí)又成為齲病穿透和擴(kuò)散的途徑,這也是年輕恒牙齲病進(jìn)展迅速甚至很快到達(dá)牙髓的解剖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
成牙本質(zhì)細(xì)胞是牙髓-牙本質(zhì)復(fù)合體的特征性細(xì)胞。其功能是在牙發(fā)育期間和成熟牙內(nèi)生成牙本質(zhì)。成牙本質(zhì)細(xì)胞伸入牙本質(zhì)小管中形成成牙本質(zhì)細(xì)胞突,貫穿整個(gè)牙本質(zhì)層,使牙本質(zhì)可以再生。掃描電鏡所見,髓腔內(nèi)壁牙本質(zhì)小管內(nèi)有成牙本質(zhì)細(xì)胞突起伸入其中,較長、較粗,一旦齲壞,進(jìn)展十分迅速。透射電鏡顯示,成牙本質(zhì)細(xì)胞大而緊密排列,細(xì)胞平均長度8~10 μm,直徑4~5 μm。在牙髓冠部成牙本質(zhì)細(xì)胞較大,呈柱狀。牙髓根尖部細(xì)胞較少,扁平。胞體內(nèi)較大胞核,胞質(zhì)較多,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)豐富,線粒體多,遍布胞質(zhì)。胞質(zhì)內(nèi)還有很多微絲微管,認(rèn)為大量微絲微管結(jié)構(gòu)有助于成牙本質(zhì)細(xì)胞突起的形成和延伸。相鄰的成牙本質(zhì)細(xì)胞之間形成連接復(fù)合體。本實(shí)驗(yàn)觀察到成牙本質(zhì)細(xì)胞之間存在多種細(xì)胞連接裝置,為牙本質(zhì)細(xì)胞之間的信息交流提供通道。液體離子和小分子可在特殊的縫隙連接處作雙向流動(dòng),電流阻力小,在疼痛傳遞上起重要作用。
隨著對牙周病以及種植技術(shù)研究的深入,逐漸加深了對牙骨質(zhì)的認(rèn)識。牙骨質(zhì)是覆蓋在牙根表面的一層硬組織,在解剖上屬于牙體組織,但在功能上則屬于牙周組織。膠原纖維牢固地附著在牙骨質(zhì)和牙槽骨上,將兩者緊密相連,因此牙骨質(zhì)再生被認(rèn)為是暴露的根面上牙周組織再生的關(guān)鍵[6,11]。成牙骨質(zhì)細(xì)胞是牙根發(fā)育過程中形成牙骨質(zhì)相關(guān)的細(xì)胞。有研究發(fā)現(xiàn),在靠近根尖區(qū)牙骨質(zhì)開始形成后,附著于牙骨質(zhì)表面的成牙骨質(zhì)細(xì)胞逐漸遠(yuǎn)離新生牙骨質(zhì)表面,加入到牙周膜中的成纖維細(xì)胞群中,形態(tài)也發(fā)生相應(yīng)的變化[7]。本實(shí)驗(yàn)選取根尖未閉合完全的年輕恒牙,觀察到根尖部表面存在成牙骨質(zhì)細(xì)胞,與成骨細(xì)胞形態(tài)相似,生長比較旺盛,排列在根部牙本質(zhì)表面的成牙骨質(zhì)細(xì)胞,逐漸合成膠原和蛋白多糖等有機(jī)基質(zhì),牙骨質(zhì)逐漸形成,提示我們位于牙骨質(zhì)表面的成牙骨質(zhì)細(xì)胞在形成牙骨質(zhì)和牙周組織新附著中起關(guān)鍵作用。以往研究多集中在牙骨質(zhì)中的蛋白表達(dá)的分子水平變化[8~10],本實(shí)驗(yàn)為進(jìn)一步進(jìn)行牙骨質(zhì)表面變化及牙周組織再生等研究提供正常的形態(tài)學(xué)依據(jù)。
綜上所述,年輕恒牙的牙釉質(zhì)表面多孔,為細(xì)菌進(jìn)入提供通道,牙本質(zhì)小管口直徑粗大,便于細(xì)菌進(jìn)入,年輕恒牙的組織形態(tài)決定了齲病易感性。
[1]周學(xué)東,岳松齡.實(shí)用牙體牙髓病治療學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2004:107.
[2]Thylstrup A.A method for studying surface coationgs and the underlying enamel features in the scanning electron microscope[M].//Frank.Surface and colloid phenomena in the oral cavity:methodological aspects.London:IRL press,1982:169-184.
[3]FejerskovO,JosephsenK,NyvadB.Surfaceultrastructureof unerupted mature human enamel[J].Caries Res,1984,18(4):302.
[4]高學(xué)軍,羅桂云,李宏毅.牙萌出前后釉質(zhì)表面的掃描電鏡觀察[J].口腔醫(yī)學(xué)縱橫,1988,4(2):92-93.
[5]秦燕軍,皮昕.上頜第一前磨牙髓腔壁掃描電鏡觀測及其臨床意義[J].臨床口腔醫(yī)學(xué)雜志,1999,15(1):3-6.
[6]許向亮,趙士杰,高巖.牙骨質(zhì)相關(guān)細(xì)胞的研究進(jìn)展[J].國際口腔醫(yī)學(xué)雜志,2007,34(1):16-18.
[7]D′Errico JA,Berry JE,Ouyang H,et al.Employing a transgenic animal model to obtain cementoblasts in vitro[J].J Periodontol,2000,7(11):63-72.
[8]Grzesik WJ,Kuzentsov SA,Uzawa K,et al.Normal human cementum derived cells:isolation,clonal expression and in vivo and in vitro characterization [J].J Bone Miner Res,1998,13 (10):1547-1554.
[9]Liu HW,Yacobi R,Savion N,et al.A collagenous cementum derivedattachment protein is a marker for progenitors of the ineralized tissue forming cell lineage of the periodontal ligament[J].J Bone Miner Res,1997,12(10):1691-1699.
[10]Gao J,Symons AL,Haase H,et al.Should cementoblasts express alkaline phosphatase activity Preliminary study of rat cementoblasts in vitro[J].J Periodontol,1999,70(9):951-959.
[11]李成章.牙周治療后組織修復(fù)與再生[J].中國實(shí)用口腔科雜志,2009,2(4):193-196.