ディストラクション・オステオジェネシス（DO）とは.分離した骨片に一定かつ安定した牽引力を加えることで.分離した骨片の間に新しい骨を形成する方法で.外科的外傷が少なく.骨移植が不要.周囲の軟組織を同時に拡張できるなどの利点がある。1998年にLiouら[1]が歯根膜牽引骨造成法を提案し.歯の移動速度が数倍になり.治療期間も大幅に短縮されるようになりました。 その後.Liouら[2]やKisnisciら[3]という海外の学者グループも.徐々にdistraction osteogenesis後に得られる骨再生領域内での歯の移動速度も大幅に向上させることができることに着目しています。 しかし.顎骨牽引術後の骨再生領域へ歯を移動させる最適なタイミングや力の値については.現在も議論されている主要な問題点である。 本実験では.イヌの下顎骨挺出術後に新生骨ゾーンに歯を移動させる動物モデルを確立し.異なる荷重値における歯の移動速度や根・歯周組織の変化について観察した。
1.材料と方法
1.1 実験動物とグループ分け
8匹の健康なビーグル犬（安徽医科大学実験動物センターから提供）.10-18ヶ月齢.10-12kg.雄と雌を使用。 全ての犬は口の中に永久歯があり.永久歯の計算式：I3/3.C1/1.P4/4.M2/3.×2＝42.完全な歯と健康な歯根膜を持っており.手術前に1週間飼育し.狂犬病ワクチン.柔らかい食べ物を食べるよう訓練された。 これを無作為にABの2群に分け.各群4匹ずつに番号とラベルを付け.6週間骨を後退させた後.実験歯をそれぞれ50g.100gの力で動かした。
1.2 Retractor
自分で設計したステンレス製の口腔内後退器.ネジ棒の回転を利用して.固定部のガイド溝に沿ってスライド部を移動させて後退を生じさせ.その最大伸長25mm.1週間の回転で.スライド部は0.5mm移動した
1.3 実験方法
1.3.1 下顎後退骨形成
すべての実験犬は実行された。 全てのイヌに第3・4小臼歯間の片側下顎骨引き込み骨切り術を行った。 手術当日.犬は絶食させ体重を測定し.3%ペントバルビタールナトリウム1ml/kgを静脈内投与し全身麻酔を行った。 1/300,000エピネフリンを含むリドカインを粘膜下に浸潤し，第3・4小臼歯の頬側前庭溝のレベル，約62.5pxで切開し，頬側粘膜骨膜フラップを下顎下縁の下にめくり上げて下顎骨本体を完全に露出させ，ウォータージェット条件で700＃フィッシャードリルで第3・4小臼歯間を長手方向に切断して人工完全破折を形成，同じ側の下顎の口腔外角は，0． 約5mmの皮膚切開を行い.レトラクターねじ棒を挿入し.レトラクターを固定し.両側の骨セグメントができるだけ接近するように口腔外ねじ棒を調節し.下顎を安定させ.活発な出血がない後.下顎を位置と層に縫合した。 術後はペニシリン80万単位を2回/日，5日間筋肉注射し，半液体食で栄養補給し，ゲンタマイシン液で創部を洗浄した。 5日間の遅延の後.1週間にわたり1日約1mmの引き込み量で12時間ごとにレトラクターを回転させた。
1.3.2 歯の移動実験と測定方法
引込骨造成期6週間後.全身麻酔下で第3・4小臼歯間の骨再生帯にNiTiヘリカルテンション・スプリングを矯正用結紮ワイヤーで固定し.第4小臼歯を第1小臼歯と8の字に結紮して支持抵抗を増大させた。 荷重はノギスとフォースゲージを併用し，引張バネの長さを測定して求めた．50gと100gをかけ，第3小臼歯を遠心・遠心に骨再生域に移動させた． 引張りバネの応力疲労を軽減し，力の減衰を遅くするため，2週間ごとに力を増加させ，実験歯の張力がより安定し，信頼できるようにした． 移動速度は.実験歯が同じ期間に移動した距離を.同じ技工士がノギス（精度：0.02mm）を使って3回測定し.平均して記録したものである。
1.3.3 X線フィルム観察
下顎骨再生帯の骨造成は.同じプログラム制御の500mA遠隔操作型医療診断用X線装置（北京万東医機械有限公司.モデルFSK302-1A）で観察されました。 同時に.実験歯を動かしてから1週間.2週間.3週間.4週間後に.デジタルアピカルX線装置を用いて実験歯の頂膜を撮影し.頂膜吸収.歯根膜および歯根組織の変化を観察した。 上記はすべて同じ技工士によって行われた。
1.3.4 標本の採取
実験歯を4週間動かした後.実験犬に90～160mlの空気を静脈注射して動物を執行し.実験歯.歯周組織.顎骨の一部を含む標本が採取されました。 標本は直ちに10%中性ホルマリン固定液に48時間浸漬し，使用するための準備を行った． この試料をジャイレトリーシェーカー（金丹華城開元実験器材工場，HY-5，振幅20mm）容器に入れ，室温で130r/minの連続加振を10日間行った． 脱灰後，流水で24時間洗浄した後，エタノール溶液で段階的に脱水し，融点60-62℃のパラフィンワックスに3-4時間浸漬（浸漬温度は70-72℃）し，埋没した。 標本はRM2135ライカスライサー（ドイツ製）で4〜5μmの厚さに切片化し.ルーチンにHE染色を施し.光学顕微鏡で観察した。
2.結果
2.1 動物の一般状態
すべての動物は全実験に耐え.牽引装置の変形.破損または脱落は起こらず.手術創のいずれにも感染症は発生しなかった。 手術後2～3日目から徐々に摂食と活動が正常に戻った。 下顎骨の平均伸展量は6.65mmであり，咀嚼機能は軽度障害されていたが，適切な歯列形成により正常化した． 実験動物の下顎正中線は対側へわずかに偏位し，顔面は対側へ軽度に偏位していた． 歯列移動時に程度の差こそあれ歯肉の発赤と腫脹が生じ，歯周治療後に正常な状態に戻った． 歯牙牽引4週間後に出現した100gの力価を除き，すべて1次緩解の範囲内であった．
下顎骨挺出術は期待通りの結果が得られ.挺出部の隙間は新しい骨組織に置換され.孤立下顎の骨再生部は触りにくく.骨の不連続性や骨欠損は見られず.骨皮質は平坦で連続しており.新旧骨境界はわかりにくく.下顎舌側縁に少し膨張と荒れがあった。
2.2 実験歯の状態
実験歯の移動速度は.1週間ごとの歯の移動距離で判断した。 ここで.W0は顎骨牽引後の実験歯（第三小臼歯）と第四小臼歯の初期距離.W1〜4はそれぞれ第一.第二.第三.第四週目の移動後の実験歯と第四小臼歯の距離を表している。 隣接する2週間における第3小臼歯と第4小臼歯の測定距離の差は.隣接する2週間における実験歯の移動距離である。 データは平均値±標準偏差で表し.50gと100gの力値で4週間移動した実験歯の累積平均移動距離はそれぞれ1.98±0.10mmと3.68±0.09mmだった。
2.3 X線観察
引っ込んだ部分の新しい骨組織の骨密度は引っ込んだ骨の固定期間が長くなると徐々に増加し.6週間目に新しい骨の骨密度は増加したことが確認された。 新生骨の骨密度は6週目には高くなり，正常骨に近い値を示した。
実験歯を異なる力の値で動かした場合.頂部X線写真では.著しい吸収が見られるか.軽度の不明瞭さと丸みを帯びた頂部輪郭しか見られなかった。実験歯を100gで動かした場合.歯根膜はわずかに広がり.歯槽堤は吸収され.歯は傾いた。
3.考察
引き込み骨造形は.歯列矯正の歯の移動速度を上げるだけでなく.頭蓋顔面骨格変形の矯正に有効な方法となりつつある。 現在.国内の研究では.主に歯根膜や歯槽骨の挺出骨造成による歯の急速移動の実験が報告されています。 本実験では.下顎骨の骨形成を直接牽引した後.矯正用歯に必要なクリアランスを確保するために.初めて一定量の骨組織を延長した。
3.1 実験動物の選択
ディストラクション骨形成の動物モデルは.ヤギ.ウサギ.ラットなど多数存在する。 しかし.この実験では単純な骨造成に加え.歯列を新生骨部に移動させる必要がある。 ヤギは温和で扱いやすいが.ヤギの歯根は太くて堅いため.実験段階での歯列移動は難しく.またウサギやラットは歯列が小さく.観察・操作が困難なげっ歯類である。 この実験で使用したビーグル犬はおとなしい犬なので.下顎骨の後退や歯の移動の際に自律的に協調することができ.一方では動物の麻酔の回数を減らし.他方では観察位置が口の中なので操作者に危険がなく.動物の興奮による実験への悪影響がない。 また.犬歯の歯列はヒトと大きな違いがなく.他の動物に比べ耐容性が高い。
3.2 リトラクター
骨造成効果を確保するためには.引き込み骨造成時のリトラクターの固定が良好であることが不可欠である。 リトラクターの長さ.大きさ.形状.フィットするように作られているか.しっかりと設置されているか.調整力の方向や大きさは適切で正確か.これらはすべてリトラクターの安定性に影響し.試験の重要なポイントになります。 今回の試験で使用したリトラクターは.実験自体の特性に合わせ.プロの上級技術者が試験の要求に合わせて設計・製作したものです。 しかし.口腔内の異物感を軽減するだけでなく.歯根膜とその軟組織に損傷を与えないように.レトラクターはより小型化する必要があります。
3.3試料の準備
この実験では10％中性ホルマリンを浸漬に使用した。中性ホルマリンはリン酸緩衝液が添加されており.酸化しにくく.長時間pH7.0を維持できるため.組織標本の固定（特に長期固定）と染色効果に非常に有効で.正常組織細胞の形態.層状.鮮やかな色になり.正常組織細胞から基本的に無色であることが確認された。 また.組織標本の固定（特に長期固定）と染色効果に優れ.正常組織細胞の形態.層状.色彩を鮮明にし.正常組織細胞の収縮や歪みを基本的に生じない[4]。
脱灰した骨組織の良質な通常切片を作製するためには.適切な脱灰液の選択が重要であり.脱灰液には様々な成分があり.脱灰する組織によって選択する必要がある[5]。 歯-歯根膜-歯槽骨-顎骨といった異なる組織を同時に観察する必要性を考えると.混合酸脱灰は脱灰速度を維持し.混合酸の異なる成分がそれぞれの役割を果たすことで組織にダメージを与えることなく補完しあうことを意味する。
3.4 歯を動かす力と時間の選択
異なる値の牽引の下での根と歯周組織の変化は.年齢.性別.栄養.治療経過など.多くの要因に影響されると思われる。 Schwartz[6]は.最も適切な矯正力は毛細管圧を超えない.すなわち20-26g/cm2であることを示し.このような穏やかで長持ちする矯正力は.歯根と歯周組織に損傷を与えることなく歯が望ましい動きを生成することができ.それは.「古典力学」と見なされています。 “古典力学 “であり.したがって.学者は.適用される矯正力の大きさは.歯根の表面積を考慮する必要があると推奨しています。 しかし.歯根の表面積を正確に測定することは難しく.歯を動かすために必要な力が異なるため.それぞれの歯に最適な矯正力を決定することは臨床的に困難です。 そこで.臨床経験と文献を組み合わせ.50gと100gの2つの力価を用いて.実験歯をdistraction osteogenesisの新生骨ゾーンに移動させた。
また.矯正力の持続時間も歯根吸収を引き起こすことが分かっており.これは歯根吸収に対する牽引力の値と同様に重要である。 間欠的な力を使用する場合.矯正治療の間隔は吸収された骨を回復するだけでなく.さらなる歯根吸収を防ぐことができます[9]。 しかし，Jiang Ruopingの研究結果[10]によると，外力を断続的に加えることは，生体内の細胞の生理的状態に合致する可能性があるが，組織細胞を長時間同じ力にさらすことは，細胞の生理的機能を助長せず，歯根吸収を促進する可能性があるという． そこで，NiTiヘリカルスプリングによる応力疲労力の減衰が緩やかであり，2週間に1回の負荷であることから，負荷力は連続的な力として考えることができた．
3.5 実験歯の移動方法
本研究では.引張ばねを結紮線で固定し.直接実験歯を移動させたが.移動に不安定さがあることが分かった。 傾斜移動が生じると.歯槽骨稜の上部に応力が集中し.牽引側.緊張側ともに水平方向の吸収が生じ.その結果.歯槽骨の高さが失われる。 また.テンションスプリングには食べかすが溜まりやすく.セルフクリーニングが困難なため歯肉炎を悪化させるなど.様々な要因が考えられることも.歯槽骨の高さを失わせる一因となっています。 そのため.歯の動きや材料の選択など.適宜改善を行う必要があります。 しかし.矯正治療中の歯は歯槽骨高さの低下が少ないが.矯正治療終了後に過剰な吸収が起こることはないとも報告されている[11 ]。
この実験に選んだ動物モデルは代表的なもので.自作 のリトラクト装置を用いることで.犬を実験対象として科学的 かつ簡便で信頼性の高い動物モデルを構築でき.リトラクトの速度と 頻度を精密に制御することが可能であった。 この動物モデルは.今後.異なるタイミングで歯を動かす実験の基礎となり得るが.今回の実験は動物実験のほんの一例に過ぎず.得られた結論はさらなる研究と実証が必要である。