แรงกดและแรงดึงในปริทันต์

แบบจำลองแรงกด-แรงดึงเป็นกรอบแนวคิดแบบดั้งเดิมที่ใช้อธิบายการเคลื่อนที่ของฟันผ่านกระดูก เมื่อมีแรงกระทำ เอ็นยึดปริทันต์จะถูกบีบอัดที่ด้านหนึ่งของรากฟัน (ด้านแรงกดหรือการบีบอัด) และถูกยืดออกที่อีกด้านหนึ่ง (ด้านแรงดึง) สภาวะทางกลสองแบบที่ตรงข้ามกันนี้กระตุ้นให้เกิดการตอบสนองทางชีววิทยาที่ตรงข้ามกัน นั่นคือการสลายกระดูกในบริเวณที่เอ็นยึดปริทันต์ถูกบีบอัด และการสร้างกระดูกในบริเวณที่ถูกยืดออก ซึ่งทั้งหมดนี้ทำให้ฟันสามารถเคลื่อนที่ได้ในขณะที่เนื้อเยื่อรองรับมีการปรับโครงสร้างใหม่

Definition

แบบจำลองแรงกด-แรงดึงอธิบายการเคลื่อนที่ของฟันทางทันตกรรมจัดฟันว่าเป็นผลมาจากการบีบอัดและการยืดตัวที่เกิดจากแรงภายในเอ็นยึดปริทันต์ โดยมีการสลายกระดูกเกิดขึ้นในโซนที่ถูกบีบอัด (โซนแรงกด) และมีการสร้างกระดูกในโซนที่ถูกยืดออก (โซนแรงดึง)

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมพื้นฐานทางชีวกลศาสตร์และเนื้อเยื่อวิทยาของการตอบสนองต่อแรงกด-แรงดึง: แรงแบ่งเอ็นยึดปริทันต์ออกเป็นโซนแรงกดและแรงดึงได้อย่างไร, เกิดอะไรขึ้นกับเซลล์, เส้นใย และหลอดเลือดในแต่ละโซน, และการตอบสนองเฉพาะที่นี้กระตุ้นการปรับโครงสร้างกระดูกซึ่งเป็นพื้นฐานของการเคลื่อนฟันทางทันตกรรมจัดฟันได้อย่างไร นี่คือการอธิบายกลไกอ้างอิง ไม่ใช่คู่มือสำหรับการประยุกต์ใช้แรงทางคลินิก

Key concepts

• ด้านแรงกด (การบีบอัด)
• ด้านแรงดึง
• ความเครียดของเอ็นยึดปริทันต์
• การสลายตัวแบบตรงหน้าเทียบกับการสลายตัวแบบบ่อนทำลาย
• การเปลี่ยนแปลงของหลอดเลือดและเซลล์ในเอ็นยึดปริทันต์ที่ถูกบีบอัด
• การเชื่อมโยงของการสลายและการสร้าง

Key theories

สมมติฐานแรงกด-แรงดึง

แรงแบ่งเอ็นยึดปริทันต์ออกเป็นด้านแรงกด ซึ่งการบีบอัดจะลดการไหลเวียนของเลือดและกระตุ้นการสลายกระดูกโดยเซลล์สลายกระดูก และด้านแรงดึง ซึ่งการยืดตัวจะกระตุ้นการสร้างกระดูกโดยเซลล์สร้างกระดูก ฟันจะเคลื่อนที่ไปทางด้านแรงกดเมื่อกระดูกถูกกำจัดออกไปข้างหน้าและถูกสร้างขึ้นใหม่ด้านหลัง

Mechanisms

เมื่อแรงต่อเนื่องกระทำต่อฟัน เอ็นยึดปริทันต์จะแคบลงในด้านที่ฟันถูกดันไป (ด้านแรงกด) และกว้างขึ้นในด้านตรงข้าม (ด้านแรงดึง) ในโซนที่ถูกบีบอัด ของเหลวจะถูกแทนที่ การไหลเวียนของเส้นเลือดฝอยลดลง และเซลล์จะประสบกับความเครียดทางกลและทางเคมี โมเลกุลส่งสัญญาณรวมถึงพรอสตาแกลนดินและไซโตไคน์จะสะสมตัว ดึงดูดเซลล์สลายกระดูก (osteoclasts) ที่จะสลายพื้นผิวกระดูกที่อยู่ติดกันเพื่อให้ฟันเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการสลายตัวแบบตรงหน้า (frontal or direct resorption) เมื่อแรงอยู่ในระดับปานกลาง ในโซนแรงดึงที่ถูกยืดออก เส้นใยเอ็นยึดและไฟโบรบลาสต์จะถูกดึงตึง เซลล์สร้างกระดูก (osteoblasts) จะถูกกระตุ้น และมีการสะสมของกระดูกใหม่ตามผนังกระดูกเบ้าฟัน เพื่อรักษาสถาปัตยกรรมของการยึดเกาะ หากแรงกดมากเกินไป เอ็นยึดที่ถูกบีบอัดจะสูญเสียเซลล์และกลายเป็นเนื้อเยื่อแก้ว (hyalinized) และการเคลื่อนที่จะหยุดลงจนกว่ากระดูกที่ขวางอยู่จะถูกกำจัดออกโดยการสลายตัวแบบบ่อนทำลาย (undermining resorption) จากช่องไขกระดูกที่อยู่ติดกัน

Clinical relevance

แนวคิดเรื่องแรงกด-แรงดึงอธิบายว่าเหตุใดลักษณะและการกระจายของแรงจึงส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของฟันอย่างราบรื่น และเนื้อเยื่อรองรับฟันสามารถทนต่อการรักษาได้ดีเพียงใด แนวคิดนี้ถูกนำเสนอเพื่ออธิบายกลไกของเนื้อเยื่อ ไม่ได้ระบุระดับแรงหรือตารางการกระตุ้น ซึ่งเป็นการตัดสินใจทางคลินิกสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย

Evidence & guidelines

แบบจำลองนี้อิงจากการศึกษาทางเนื้อเยื่อวิทยาแบบคลาสสิกในสัตว์และมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการวิจัยของ Reitan และได้รับการปรับปรุงแต่ไม่ถูกล้มล้างโดยงานวิจัยระดับเซลล์และโมเลกุลในภายหลัง การทบทวนวรรณกรรมร่วมสมัยได้รวมภาพของแรงกด-แรงดึงเข้ากับการส่งสัญญาณทางกล (mechanotransduction) และระบบส่งสัญญาณ RANKL/OPG

History

นักวิจัยในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 รวมถึง Sandstedt, Oppenheim และ Schwarz เป็นกลุ่มแรกที่อธิบายโซนการสลายและการสร้างกระดูกรอบฟันที่กำลังเคลื่อนที่ งานของ Reitan ในช่วงกลางศตวรรษได้จัดระบบความแตกต่างระหว่างแรงกดและแรงดึง และเชื่อมโยงแรงกดที่มากเกินไปกับการเกิดเนื้อเยื่อแก้วและการสลายตัวแบบบ่อนทำลาย ซึ่งเป็นการวางกรอบแนวคิดที่ยังคงใช้ในการสอนเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของฟัน

Key figures

• Kaare Reitan
• Albin Oppenheim
• Ze'ev Davidovitch
• Vinod Krishnan

Seminal works

• reitan-1957
• krishnan-davidovitch-2006

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างด้านแรงกดและด้านแรงดึงคืออะไร?

ด้านแรงกด (การบีบอัด) คือบริเวณที่เอ็นยึดปริทันต์ถูกบีบอัดและกระดูกถูกสลายออกเพื่อให้ฟันสามารถเคลื่อนที่เข้าไปในช่องว่างนั้นได้ ส่วนด้านแรงดึงคือบริเวณที่เอ็นยึดถูกยืดออกและมีการสร้างกระดูกใหม่เพื่อรักษาการยึดเกาะด้านหลังฟันที่กำลังเคลื่อนที่

แบบจำลองแรงกด-แรงดึงยังคงใช้ได้อยู่หรือไม่เมื่อพิจารณาจากชีววิทยาระดับโมเลกุลสมัยใหม่?

แบบจำลองนี้ยังคงเป็นกรอบแนวคิดหลัก: การค้นพบทางโมเลกุล เช่น บทบาทของพรอสตาแกลนดิน, ไซโตไคน์ และแกน RANKL/OPG อธิบายว่าสัญญาณการบีบอัดและแรงดึงถูกส่งผ่านไปสู่การสลายและการสร้างกระดูกได้อย่างไร แทนที่จะมาแทนที่ภาพรวมของแรงกด-แรงดึง