Changes in midpalatal suture area and adjacent periodontal tissues of individual tooth following rapid palatal expansion in young adult dogs ; Histomorphologic and immunohistochemical study

유성견 급속 구개확장시 정중구개봉합부 및 치아주위 조직 변화에 관한 조직형태학적 및 면역조직화학적 연구

The purpose of this study was to determine the proliferative activity of the osteoblasts and fibroblasts in the midpalatal area and to investigate the adjacent periodontal tissues of individual tooth following rapid expansion of the palate. Ten young adult dogs, aged approximately ten months, were used in the experiment. The experimental design was consisted of 1 week expansion group(Group E1, 3 dogs), 2 week expansion group(Group E2, 3 dogs), 2 week expansion and 2 week retention group(Group E3, 3 dogs), and control group(Group C, 1 dog). For each group, expansion screw was activated one time per day(1/4 turn;$90^{\circ}$) following Hyrax-screw application. The experimental animals in each group were sacrificed at 1, 2 and 4 weeks following palatal expansion. Maxillary tissue blocks were obtained and prepared ior the histomorphologic and immunohistochemical studies. Light mcroscope, polarizing microscope, and soft X-ray apparatus were used in this study, and following results were obtained. 1. In polarizing microscopic study, the expansion groups(E1 & E2) showed blue color representing bone resorption and new bone formation in midpalatal suture area. E3 groups skewed less blue color compared to the E1 and E2 group. But yellow color increased by calcification in the E3 groups. 2. Immunohistochemical study revealed that positive responses of the osteoblasts to PCNA and undifferentiated fibroblasts to EGF in E1 group were somewhat increased. Positive response to PCNA and EGF were increased in fibroblasts and the osteoblasts forming new bone in E2 group. In E3 group, the positive response cell concentrated the periphery of edge of palatal process in both PCNA and EGF. 3. Throughout the expansion period(E1 & E2), light microscopic study showed the edges of the extensive resorption and new palatal processes, indicating bone remodeling within the suture. E3 group exhibited less remodeling of midpalatal suture area. E2 group and E3 group showed cementum formation and resorption at the apex of 3rd premolar and 1st molar E3 group exhibited extensive hyalinized zone on the cervical portion of buccal side of 1st molar. 4. Soft X-ray analysis of E1 group showed hypomineralized defect and microfractures in various parts of the suture areas when compared with control animals. There was no significant difference in the degree of mineralization in the midpalatal suture region between the C and E3 groups. Tooth axis showed tipping of 3rd premolar and 1st molar in the E2 group and E3 group. Based upon these experimental results, it is concluded that the undifferentiated mesenchymal cells always presented in midpalatal suture area following RPE. Differentiated osteoblasts and fibroblasts possess proliferating cellular activity until the 2 week retention period. The posterior teeth are tend to tip buccally as RPE force applied. Retention group exhibited irreversible response with severe hyalinized zone on the buccal surface of the first molar.

급속 구개확장은 정중구개봉합을 이개하기 위하여 강한 힘을 치아에 가하게 된다. 확장후 정중구개봉합부에 존재하는 골모세포와 섬유모세포의 증식 활성도를 측정하여 정중구개확장이 생리적으로 진행되는지를 확인하고, 이때 개개 치아의 치주조직에서 나타나는 변화를 조사하기 위하여 약 10개월된 유성견 10마리를 대상으로 상악 제2소구치와 제1대구치에 Hyrak screw를 장착하였다. 실험동물은 대조군 1마리, 1주 확장한 군 3마리, 2주 확장한 군 3마리, 2주 확장후 2주 보정한 군 3마리로 구분하여, Screw를 1일 1/4회전시켜 확장하였고, 제2소구치, 제3소구치, 그리고 제 1대구치 부위의 정중구개봉합부와 치주조직을 절취하여 Soft X-ray로 관찰하고, 형태학적 및 면역조직화학적 변화를 광학현미경으로, 그리고 골개조를 편광현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 편광현미경 소견에서는 대조군에 비하여 1주 확장군의 봉합부에서 골 형성과 흡수가 크게 증가되었으며, 2주 확장군에서 약간 감소를 보이다가, 보정군에서는 석회화가 크게 진행되었다. 2. 면역조직화학적 연구에서는 대조군에 비하여 1주 확장군의 봉합부에서 골모세포가 PCNA(Proliferating Cell Nuclear Antigen)에, 미분화 섬유모세포가 EGF(Epidermal Growth Factor)에 약간 증가된 양성 반응을 보였으며 EGF에 대한 골모세포의 반응은 낮았다. 2주 확장군에서는 섬유아세포와 골모세포에서 PCNA와 EGF에 대한 양성반응이 증가되었다. 보정군에서는 이들 PCNA와 EGF에 양성반응을 나타내는 세포들이 구개돌기 골단 주변에 집중되었다. 3. 확장기간 중 봉합부 주변에서 광범위한 골 흡수와 골형성을 동반한 골개조가 일어났으며, 보정군에서는 다소 감소하였다. 2주 확장군과 보정군의 제3소구치 와 제1대구치의 치근단에서 백악질 형성과 흡수가 나타났으며, 제1대구치의 협측 치경부에서 광범위한 초자양 변성대가 나타났다. 4. Soft X-ray소견에서 1주 확장군은 대조군에 비교하여 봉합부위의 여러부분에서 미세 파절과 저석회화된 결손부위를 보였다. 대조군과 보정군 사이 에는 정중구개봉합부의 석회화 정도에 별 차이 가 없었다. 2주 확장군과 보정군에서 제3소구치와 제1대구치는 협측으로 경사되는 경향을 보였다.