上颌扩弓是利用扩弓装置施力来打开腭中缝,使腭中缝向两侧分开,进而达到增加上颌骨横向宽度的目的,是目前临床上用于治疗上颌横向发育不足最经典也是最有效的方法。上颌扩弓的形式主要有快速腭中缝扩弓和慢速腭中缝扩弓两种,上颌快速腭中缝扩弓主要适用于生长发育潜力尚处在高峰期的畸形患者所表现出的牙弓明显狭窄、后牙反(?)、牙列拥挤等相关畸形的矫治[1]。上颌扩弓从其的作用机制来看它也是一种较特殊的牵张成骨的形式,机械力转化成生物力学刺激是其作用机制,通过局部诱发腭中份处骨组织的的组织改建和新生骨基质的形成,以达到矫治上颌横向发育不够的目的[2]。上颌扩弓的生理过程包含一系列非常复杂的变化,期中主要的变化有软骨细胞的肥大化、新生血管的不断形成、陈旧组织一定程度的吸收、骨基质的不断形成以及骨基质的进一步钙化等,这个过程中起主要作用的调节控制因子应该是与上述复杂的生理过程相关联的多个蛋白质[3]。但是,即使患者上颌扩弓后坚持较长时间的保持,上颌骨的宽度依然会因复发而有一定程度的缩窄。为了进一步改善上颌扩弓的效果,以前的研究[2-6]以猴或者其它动物为研究对象,探索扩弓过程中上颌腭中缝处骨组织改变机制,如 TGF-β1、integrin 和 FAK、bisphosphonate、和 BMP-2 等对大鼠腭中缝处骨组织改建表达的影响情况以及进一步明了它们之间相互作用的机制。虽然近年来rhBMP-2的安适性和有用性都已经得到了充分的肯定,但由于rhBMP-2比天然BMP-2的诱导成骨的活性较低,而缺乏对上颌扩弓过程中内源性BMP-2表达的的生物力学原理研究[18-20]。因此,本研究拟采用扩张大鼠腭中缝的方法,通过建立上颌扩张的大鼠腭中缝模型,模拟临床上颌扩弓矫治器的加力方式,分析大鼠腭中缝改建的形态学变化以及对内源性BMP-2因子表达所产生的影响,以期达到进一步阐明上颌扩弓对腭中缝作用的组织改建过程和内源性BMP-2因子在此过程中的分子调控机制。目的:通过双眼圈簧快速扩弓装置打开生长发育期大鼠的腭中缝,进一步阐明机械扩弓力对大鼠腭中缝骨改建的形态学影响,探究大鼠腭中缝处的内源性BMP-2因子在上颌快速扩弓力的作用下在大鼠腭中缝骨改建过程中的表达情况,以达到进一步阐明机械扩张力作用下上颌腭中缝的组织改建过程和与此过程相关联的内源性BMP-2因子的调控机制。方法:选取36只6周龄SPF级健康雄性wistar大鼠,按照随机数表法,将36只大鼠随机分成A、B两组,每组各18只。A组为空白对照组,该组大鼠不进行任何的特殊处理。B组为主动加力扩弓组,该组大鼠在上颌左右两侧第一二磨牙之间安置双眼圈簧扩弓装置,力值0.98N,并用光固化树脂粘结使每侧三个磨牙成一整体。分别在加力扩弓的第4天、7天、10天,每组每次均麻醉处死6只大鼠,解剖出大鼠上颌骨处的腭部骨组织,取一部分腭中缝骨组织标本、清洗、脱钙、制作组织切片、进行苏木素伊红染色,观察两组大鼠腭中缝处组织所发生的形态学变化,特别是成骨细胞的变化。另一部分切片进行免疫组织化学染色,通过测定内源性BMP-2因子的平均光密度值来检测大鼠腭中缝骨组织中内源性BMP-2因子的表达情况。结果:1.实验的第4天,B组较A组腭中缝组织构成变化明显,细胞计数统计有显著性差异。实验的第7天,B组大鼠腭中缝处的骨组织明显增宽,粘骨膜内侧细胞明显增殖,腭中缝边缘可见明显增多的成骨细胞。实验的第10天B组大鼠腭中缝组织出现少量类骨质,类骨质边缘可见成骨细胞和破软骨细胞。2.主动加力扩弓的第4天,B组大鼠腭中缝处内源性BMP-2的平均光密度值明显高于A组,而在主动加力扩弓的第4-7天和第7-10天的这两个时间段内,A、B两组间内源性BMP-2因子的平均光密度值无明显的差异。结论:1.上颌扩弓对处在生长发育期大鼠腭中缝改建的形态学有明显的成骨改变。2.上颌扩弓对处在生长发育期的大鼠腭中缝中的内源性BMP-2因子有不同程度的阳性表达。并且内源性BMP-2因子的阳性表达并不与扩弓加力时间的延续成比例,这将为进一步研究腭中缝牵张成骨的相关组织的改建过程和复杂的分子调控机制特别是内源性BMP-2因子骨形成促进作用提供一定的参考依据。同时,为临床上利用内源性BMP-2因子的调控作用提供了一定的时间参考依据。