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为解决 MAC 手术在组织学和生理学证据缺乏的问题，东京理科大学研究人员开展前牙开颌动物模型构建及 TMJ 变化机制研究。结果表明成功建模且 MAC 手术利于受损髁突恢复，推荐阅读以深入了解该手术机制与应用前景。
在口腔医学领域，有这样一群患者，他们被骨骼性下颌后缩或 II 类错颌（一种上下颌骨及牙齿关系不协调的错颌畸形）所困扰，常常伴随着下颌顺时针旋转、前牙开颌（上下前牙无法正常咬合接触）以及长面趋势。更糟糕的是，这类患者还频繁与颞下颌关节骨关节炎（TMJOA）相伴。想象一下，他们在咀嚼、说话时都会受到影响，生活质量大打折扣。
传统的治疗方法是双颌手术，通过牵引下颌骨、让下颌骨向前移动并逆时针旋转来改善咬合。但这种方法就像一把双刃剑，虽然在一定程度上改善了咬合问题，却带来了新的麻烦。手术可能会拉长下颌闭合肌肉和相关软组织，对关节髁突产生额外压力，导致髁突进一步变形和吸收，术后复发的风险也很高。这可让医生和患者都头疼不已，就像是走进了一个死胡同，急需新的解决办法。
于是，从 20 世纪 80 年代开始，计划下颌自动旋转（MA）技术出现了，可它的效果就像天气一样难以预测。直到后来，MA 概念（MAC）手术应运而生，它借助 3D 模拟和 CAD/CAM 技术，就像给手术装上了 “导航仪”，能精确复制预测模型，有效调节术后下颌前移程度，降低术后复发、进一步畸形和髁突吸收的风险，在临床应用中展现出了一定优势。
然而，虽然初步临床研究显示 MAC 手术在临床上有一定稳定性，但在组织学和生理学方面却缺乏科学证据支持。就好比一座房子，虽然看起来外观不错，但内部结构是否稳固却不得而知。为了填补这个空白，东京理科大学的研究人员在《BMC Oral Health》期刊上发表了一篇名为《Development of an anterior open bite animal model and histological and molecular analysis of temporomandibular joint changes》的论文。他们就像一群勇敢的探索者，深入研究这个领域，试图揭开 MAC 手术的神秘面纱，看看它在组织学和分子层面到底是如何发挥作用的。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是动物模型构建技术，他们将 36 只 5 周龄的雌性 Wistar 大鼠随机分成三组，通过在上颌磨牙上粘结树脂的方式模拟不同的咬合情况，成功构建了前牙开颌的动物模型。其次是 3D 微计算机断层扫描（Micro-CT）技术，利用它来评估下颌骨的三维形态和骨结构变化，就像给下颌骨做了一个精细的 “透视”。还有组织学和免疫组化分析技术，通过对组织切片进行染色和检测相关蛋白表达，观察软骨变化、骨细胞分化和细胞外基质降解情况。最后是基因表达分析技术，采用 qPCR 方法测量炎症因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）、TGF-β1 和 Postn 的基因表达水平，从分子层面探究疾病的发生发展机制。
下面来看看具体的研究结果：
- 下颌尺寸变化（13 周龄）：研究人员通过 Micro-CT 扫描图像获得的多个放射学参数，评估机械应力过载对下颌骨生长的影响。结果发现，13 周龄时，实验组（咬高组和恢复组）的下颌总长度和体部长度明显比对照组短，下颌升支高度也低于对照组，而下切牙长度在三组间没有显著差异。在评估下颌旋转时发现，恢复组在去除咬合树脂后，下颌平面角比咬高组显著减小。这就像是给下颌骨拍了一组 “成长照片”，清晰地记录下了它在不同条件下的变化。
- Micro-CT 微观结构骨分析：Micro-CT 图像显示，咬高组和恢复组都出现了异常的骨重塑和软骨下骨丢失。13 周龄时，这两组的骨体积分数（BV/TV）显著低于对照组，骨小梁分离（Tb.Sp）更高，骨矿物质密度（BMD）则比对照组高，且后续几周有所波动。到了 17 周龄和 21 周龄，咬高组的 BV/TV 仍然明显低于对照组，Tb.Sp 更高；而恢复组在 21 周龄时，BV/TV 显著升高，Tb.Sp 降低。这表明恢复组在去除树脂后，骨结构有了一定的改善，就像给受损的骨头注入了 “修复能量”。
- 组织学染色观察软骨结构和成分变化：研究人员使用了苏木精 - 伊红（H&E）、甲苯胺蓝和番红 O / 固绿染色三种方法来评估髁突软骨的形态变化。在对照组中，髁突软骨分层清晰，细胞丰富且排列规则。而咬高组在各个时间点都出现了细胞层边界不清、细胞排列紊乱、总软骨层变薄和软骨细胞数量减少的情况。恢复组在 13 周龄时与咬高组相似，但在 17 周龄和 21 周龄时，软骨厚度和细胞数量有所增加，不过仍未达到对照组水平。从各项数据来看，咬高组的总软骨厚度在所有时间点都显著低于对照组，21 周龄时恢复组的总软骨厚度明显增加；咬高组在 13 周龄和 21 周龄时，纤维软骨与钙化软骨的比例（FC/CC）显著低于对照组，21 周龄时恢复组的该比例明显上升；番红 O 染色结果显示，咬高组的蛋白多糖含量显著降低，恢复组有所增加但仍低于对照组；咬高组的改良 Mankin 评分在所有时间点都显著高于对照组，21 周龄时恢复组的评分明显降低。这些变化就像是软骨在 “生病” 和 “恢复” 过程中的不同状态，被研究人员一一捕捉到。
- TRAP/ALP 染色评估软骨下骨重塑活动：通过 TRAP 染色评估骨吸收，发现 13 周龄时，咬高组和恢复组在髁突骨软骨界面的破骨细胞数量和破骨细胞表面与骨表面的比值都显著高于对照组。17 周龄时，咬高组的这些指标仍显著高于对照组。到了 21 周龄，恢复组和对照组的破骨细胞活动相似，且明显低于咬高组。使用碱性磷酸酶（ALP）染色评估成骨细胞活动时发现，13 周龄和 17 周龄时，咬高组和恢复组的 ALP 阳性细胞数量显著高于对照组。21 周龄时，恢复组成骨细胞活动略高于对照组但差异不显著，咬高组则继续显著高于对照组。这表明在不同阶段，破骨细胞和成骨细胞的活动在三组之间存在明显差异，它们就像两个 “小工匠”，一个负责 “拆除”（破骨细胞吸收骨组织），一个负责 “建造”（成骨细胞形成新骨），共同影响着软骨下骨的重塑。
- MMP-13 和 Postn 的免疫组化分析：免疫组化分析显示，咬高组在 13 周龄、17 周龄和 21 周龄时，MMP-13 免疫阳性细胞的百分比显著高于对照组。恢复组在去除复合树脂后，MMP-13 的表达水平逐渐下降，21 周龄时显著低于咬高组。Postn 的免疫组化染色结果与 MMP-13 相似，13 周龄时，咬高组和恢复组的 Postn 免疫阳性细胞百分比显著高于对照组。17 周龄时，恢复组的 Postn 表达有所降低但与咬高组差异不显著。21 周龄时，恢复组的 Postn 表达显著低于咬高组，但仍高于对照组。这说明 MMP-13 和 Postn 的表达在 TMJOA 的发展和恢复过程中都发生了明显变化，它们可能是影响关节健康的重要 “小帮手”，只不过在不同阶段发挥着不同的作用。
- 炎症和细胞外基质（ECM）相关基因表达：研究人员评估了与炎症前标记物（IL-1β、IL-6、TNF-α）、TGF-β1 和 Postn 相关的基因表达。13 周龄时，咬高组和恢复组的 IL-6、TGF-β1 和 Postn 相对基因表达显著高于对照组。17 周龄时，咬高组的 IL-1β、IL-6、TGF-β1 和 Postn 表达仍显著高于对照组。21 周龄时，恢复组的 IL-1β、IL-6 和 Postn 表达显著低于咬高组。这些结果表明，这些基因在 TMJOA 的发展和恢复过程中也起着重要作用，它们之间相互协作，共同影响着关节的命运。
综合研究结果和讨论部分，这项研究意义重大。研究人员成功建立了前牙开颌的动物模型，这就像是为研究 TMJOA 和 MAC 手术搭建了一个 “实验舞台”，让后续研究有了更可靠的基础。通过对这个模型的研究，他们从组织学和分子层面揭示了 TMJOA 的发病机制以及 MAC 手术的潜在作用机制。研究发现，MAC 手术在一定程度上能够促进受损髁突的恢复，改善关节形态和功能。这一发现为 MAC 手术的临床应用提供了更坚实的理论依据，就像给医生们在治疗这类疾病时提供了更有力的 “武器”。虽然该研究存在一些局限性，比如大鼠的颞下颌关节与人类的在功能解剖和生理需求上存在差异，大鼠的不断生长的门牙也可能影响实验结果，且模型中下颌自动旋转的实现方式与临床方法不同，但这并不影响它为未来的研究指明方向。它让研究人员更加明确了需要进一步探索的问题，有助于后续研究不断优化 MAC 手术，提高治疗效果，为广大患者带来更多的希望。
