《下頜牽張成骨區牙移動的分子調控與生物力學機制研究》是依託四川大學，由湯煒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：下頜牽張成骨區牙移動的分子調控與生物力學機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：湯煒
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
牽張成骨區組織改建與牙移動有密切關係，迄今對骨牽張過程中牙移動的分子調控機制以及如何選擇最佳力值和最佳時機進行牙移動仍不清楚。本研究通過建立犬下頜骨牽張動物模型，根據不同階段下頜骨牽張成骨區與牙周圍組織相關基因蛋白的表達差異，結合超順磁性氧化鐵納米粒子對成骨區間充質幹細胞的標記和MicroCT結果，動態檢測骨牽張不同階段成骨與牙周圍組織改建間的功能與結構變化關係，探討成骨區及牙周圍組織改建的基因蛋白調控規律。並針對牽張成骨過程中牙移動的生物力學現象，採用SimPlant軟體建模和三維有限元仿真法分析，建立主應力為力學激勵的骨重建理論方程並與驗證實驗比較，分析不同方式引導骨重建和牙移動的關係，確定牙移動最佳時機和最佳力值範圍，為實現骨牽張重建與牙有序移動提供新的理論依據和套用基礎，具有重要意義。
結題摘要
牽張成骨區組織改建與牙移動有密切關係，迄今對骨牽張過程中牙移動的分子調控機制以及如何選擇最佳力值和最佳時機進行牙移動仍不清楚。本研究通過建立犬下頜骨牽張動物模型，於牽張完成後0、1、2、4、6、8周分別處死實驗組犬和對照組犬。在術後10個月時間點，用Micro-CT對犬的牽張區進行掃描，顯示實驗組與對照組骨標本的骨小梁六項參數值（ ±SD）差異均有統計學意義，Western Blot、免疫組織化學以及mRNA表達與成骨細胞分化相關的實時RT-PCR檢測TGFβ1、cbfa1、BMP-2、OPG、ODF/RANKL以及BSP、OCN、CSF-1在牽張區骨改建與牙周圍組織改建中合成和分泌的差異。實驗顯示，牽張組中牽張區與牙周圍組織所檢基因表達（RUNX2，ALPL，SPP1）基因表達量在誘導後第2天顯著上升（p小於0.05），第7天的表達量比第5天明顯下降（p小於0.05）。結合MicroCT結果表明，在第5天前結合了機械和化學刺激的誘導條件可以更為有效的促進牽張區和牙周圍組織的成骨分化和牙移動能力。並針對牽張成骨過程中牙移動的生物力學現象，採用SimPlant軟體建模和有限元分析對所建下頜骨模型的牙移動、新生骨及髁狀突軟骨表面進行了應力分析計算，初步結果顯示牽張區前內斜面的Von Mises應力值最大，牽張區後中斜面Von Mises應力值最小；表明在下頜骨牽張延長的過程中牙移動近端、新生骨及髁突前斜面為主要承載區；從內外向觀察，牙移動內側、新生骨及髁突前內斜面平均應力值最大，表明在下頜骨牽張延長的過程中牙移動及髁突內側區域相對外側區域為主要應力分布集中區；術側表面的應力值遠高於對側。但這種應力增大的狀態究竟是引發新生骨或軟骨的進行性改建還是退行性改建尚需組織學對照研究，以明確牽張成骨中牙移動與髁突軟骨表面的應力變化值與骨的改建狀態之間的相互關係。研究表明本研究所採用的三維有限元研究方法先進合理，建立的有限元模型與真實狀態有較高的相似形，計算結果真實可信。本研究還創新性建立了中國人顱頜面骨重建數位化設計系統，初步構架了以三維有限元方法處理中國人顱頜面骨DICOM數據的軟體處理方法。研究表明該方法是一種快速有效的頜骨個性化修復體數位化生物力學分析方法，極大地提高了頜骨數位化設計精確性，為實現骨牽張重建與牙有序移動提供新的理論依據和套用基礎，具有重要意義。
