颞下颌关节研究中的力学分析(无全文)

作者:毕丽霞;王燕一 刊名:中华老年口腔医学杂志 上传者:

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【摘要】颞下颌关节是全身唯一的联动关节,同时也是一个承载力的关节。下颌髁突软骨与一般的透明关节软骨不同,在纤维类型和结构上均有特点。下颌运动引起颞下颌关节的静态负荷和动态负荷,对于关节组织的生长、发育及维护具有重要意义。有限元法是测量TMJ负荷分布的有效工具,但关节组织生物力学的详细情况尚未明确,对于TMJ负荷维持条件和产生危害的阈值并未达成广泛的共识。双相性模型和粘弹性模型是迄今为止比较合理的模型。研究显示,下颌髁突软骨类似于一种非线性粘弹性材料,其机械属性的各向异性特征是在前后方向上有更大的抗张强度、抗张硬度和能量吸收作用。本文就上述问题作一综述。

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颞下颌关节(Temporomandibularjoint,TMJ)是颌面部唯一的联动关节,对口腔功能的正常行使具有重要的意义。但早期人们并没有认识到其功能的重要性,仅仅认为它是旋转过程的一个同步中心,并非是一个承载力的关节。随着研究的深入,尤其是对颞下颌关节紊乱综合症认识的加深,TMJ是一个承载力的关节的观点已得到公认,对其进行的力学分析研究也越来越多。本文拟就近年来颞下颌关节研究中的力学分析做一综述。1.TMJ各成分生物力学研究状况1.1TMJ解剖生理概况双侧颞下颌关节是联动关节,而且在运动过程中有一定的范围。在关节窝与髁状突之间还存在一个关节盘,它是一个致密的纤维软骨,将关节腔分为上下两个部分。它为髁突的水平移动提供了关节面。下颌髁突软骨在TMJ行使功能时起到重要的作用。它与一般的透明关节软骨在纤维类型和结构上不同,从关节表面到深层骨之间都是下颌髁突的软骨层,由纤维带,增生带,成熟带和过度增生带构成[1]。纤维带由平滑的成纤维样细胞组成,其内质网被致密的细胞内胶原纤维基质所包绕。增生带主要由间充质细胞组成,具有细胞储库的作用[2]。1.2胶原纤维的分布及作用关节软骨的胶原纤维排列在不同的带中,为其提供大部分的抗张强度,有研究表明,切变强度来自胶原纤维间的交叉链接[3]。存在I型胶原是下颌髁突软骨不同于其他关节软骨的一个特点[4],I型胶原在浅表层中占优势,型胶原在成熟带和过度增生带中占据优势。浅表层中也存在少量型胶原[5],此外还在成熟带和过度增生带检测到X型胶原[6]。在关节软骨中,胶原形成三维的胶原网并影响它的形态、稳定性、抗张强度和抗切应力。胶原纤维在软骨内部以辐射状方向发散,在关节表面以切线方向发散。当软骨受到压力时,胶原网的低渗透性就会阻止间隙液通过胶原网外流[7]。1.3蛋白聚糖的分布及作用嵌入胶原网的蛋白聚糖的存在是抵抗压应力的另一物质基础。蛋白聚糖可以粘合间隙液,这种液体在压力的作用下能够增压来承受实际的压应力[8]。在下颌关节的蛋白聚糖之间存在多功能蛋白聚糖和核心蛋白多糖,主要存在于过度增生层和成熟层中。它给软骨提供渗透溶胀性压力,同时也使其能够抵抗压力[9]。1.4关节内滑液覆在TMJ的软骨表面没有血管,软骨的营养供应来自于关节内的滑液。正是由于滑液的存在,纤维软骨细胞有一定限度的自我修复能力[10]。髁突软骨的纤维软骨特性和关节内软骨的润滑功能允许TMJ在功能状态下承受负荷,也确保压力能被吸收和扩散至更大的接触区域[11,12]。毕丽霞第二炮兵总医院口腔科主治医师北京100088王燕一通讯作者解放军总医院口腔修复科主任医师教授北京100853那么,TMJ所承受的负荷情况是怎样的呢?2.TMJ的生物力学负荷类型对TMJ是否承受负荷的争论持续了八十年之久。1981年Brehnan对髁突负荷进行了测量,引起学术界的关注[13]。一般认为,机械负荷是生长发育和活组织维持的必要因素[14],静止和无负荷状态会抑制骨的水平向生长。因此,无负荷状态下的TMJ关节组织会发生退行性改变,可能造成关节运动障碍。2.1TMJ的生物力学特性关节软骨是由固体基质和间隙液所组成的粘弹性组织,当关节盘及软骨承受压力时间隙液可从组织中流出分散压力、润滑关节。关节盘和软骨主要由胶原纤维组成,在功能活动时不仅承受拉应力,也要受到压应力,关节前后带的拉伸强度大于中间带。关节盘及髁突软骨就是通过这种方式共同作用承受负荷,行使功能。2.2TMJ的生物力学负荷类型下颌运动引起颞下颌关节的静态负荷和动态负荷。静态负荷发生在诸如咬合、研磨或磨牙时,动态负荷发生于诸如说

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