Tái tạo xương: Hủy cốt bào và Tạo cốt bào

Sự di chuyển của răng trong chỉnh nha, ở cấp độ mô, là một vấn đề của quá trình tái tạo xương. Xương ổ răng xung quanh một chiếc răng đang di chuyển liên tục được tháo dỡ và xây dựng lại bởi hai quần thể tế bào chuyên biệt — hủy cốt bào (osteoclasts), có chức năng tiêu xương, và tạo cốt bào (osteoblasts), có chức năng hình thành xương. Hoạt động phối hợp, gắn kết của chúng cho phép ổ răng được định hình lại xung quanh răng khi nó di chuyển, loại bỏ xương ở nơi răng đang di chuyển đến và lắng đọng xương ở nơi nó di chuyển ra xa.

Definition

Tái tạo xương là quá trình gắn kết diễn ra suốt đời, trong đó hủy cốt bào tiêu xương hiện có và tạo cốt bào hình thành xương mới; trong chỉnh nha, đây là cơ chế định hình lại xương ổ răng xung quanh một chiếc răng chịu lực kéo dài, cho phép răng di chuyển.

Scope

Chủ đề này bao gồm sinh học tế bào của quá trình tái tạo xương ổ răng trong bối cảnh di chuyển của răng: nguồn gốc và hoạt động của hủy cốt bào và tạo cốt bào, tín hiệu liên kết quá trình tiêu xương với hình thành xương (bao gồm trục RANKL/OPG và prostaglandin), và cách lực cơ học được chuyển thành phản ứng tái tạo. Đây là một tài liệu tham khảo về sinh học tế bào xương, không phải là một phác đồ điều trị.

Key concepts

• Hủy cốt bào (tế bào tiêu xương)
• Tạo cốt bào (tế bào hình thành xương)
• Sự gắn kết giữa tiêu xương và hình thành xương
• Trục tín hiệu RANKL / RANK / OPG
• Prostaglandin và cytokine là các chất trung gian tái tạo
• Tiêu xương mặt trước
• Chuyển hóa xương và neo chặn chỉnh nha

Key theories

Tái tạo gắn kết và trục RANKL/OPG

Tiêu xương và hình thành xương được gắn kết sinh học: các tế bào dòng tạo cốt bào điều hòa sự hình thành hủy cốt bào thông qua hệ thống tín hiệu RANKL/OPG, và tải trọng cơ học làm dịch chuyển sự cân bằng này để hủy cốt bào được tuyển mộ ở phía chịu áp lực và tạo cốt bào lắng đọng xương ở phía chịu lực căng, phối hợp quá trình chuyển hóa cho phép răng di chuyển.

Mechanisms

Hủy cốt bào là các tế bào đa nhân lớn, có nguồn gốc từ dòng tế bào đơn nhân-đại thực bào, gắn vào bề mặt xương và hòa tan khoáng chất và chất nền của nó; tạo cốt bào là các tế bào dòng trung mô tổng hợp và khoáng hóa chất nền xương mới. Hoạt động của chúng được gắn kết, phần lớn thông qua hệ thống RANKL/OPG: các tế bào dòng tạo cốt bào và các tế bào khác biểu hiện RANKL, chất này liên kết với RANK trên các tiền thân hủy cốt bào để thúc đẩy sự hình thành và hoạt động của chúng, trong khi osteoprotegerin (OPG) hoạt động như một thụ thể mồi nhử để hạn chế quá trình tiêu xương. Trong quá trình di chuyển của răng, lực nén dây chằng quanh răng ở phía chịu áp lực, nơi sản xuất cục bộ prostaglandin, cytokine và RANKL thúc đẩy việc tuyển mộ hủy cốt bào và tiêu xương; ở phía chịu lực căng, tạo cốt bào được kích thích và xương mới được hình thành. Hiệu ứng tổng thể là sự tái tạo có định hướng của ổ răng theo sau răng đang di chuyển. Tốc độ và chất lượng của quá trình tái tạo này phụ thuộc vào cường độ và tính liên tục của lực cũng như sinh học xương nền của bệnh nhân.

Clinical relevance

Vì sự di chuyển của răng về cơ bản là một sự kiện tái tạo, sinh học của hủy cốt bào và tạo cốt bào là nền tảng cho tốc độ di chuyển, sự ổn định của neo chặn và phản ứng của xương đối với các khí cụ. Mục này giải thích các quá trình tế bào đó để tham khảo và không kê đơn thuốc, mức độ lực hoặc phương pháp điều trị làm thay đổi quá trình chuyển hóa xương, đây là những vấn đề thuộc về đánh giá lâm sàng cá nhân hóa.

Evidence & guidelines

Mô tả về tế bào và phân tử của quá trình tái tạo ổ răng trong di chuyển răng được rút ra từ các nghiên cứu thực nghiệm và được củng cố trong các đánh giá tổng quan; vai trò trung tâm của trục RANKL/OPG và của prostaglandin trong việc liên kết quá trình tiêu xương với hình thành xương được hỗ trợ tốt, mặc dù sự kiểm soát định lượng chính xác của tốc độ tái tạo ở người vẫn chưa được xác định đầy đủ.

History

Sự hiểu biết rằng sự di chuyển của răng phản ánh quá trình tái tạo xương đã phát triển từ những quan sát mô học ban đầu về sự tiêu xương và bồi đắp xung quanh các răng đang di chuyển. Việc xác định các dòng hủy cốt bào và tạo cốt bào riêng biệt, và sau đó là khám phá hệ thống tín hiệu RANKL/OPG vào cuối những năm 1990, đã thay đổi lĩnh vực này bằng cách cung cấp một cơ chế phân tử cho sự gắn kết giữa quá trình tiêu xương và hình thành xương mà mô học chỉnh nha đã mô tả từ lâu.

Key figures

• Gary E. Wise
• Gregory J. King
• W. Eugene Roberts
• Ze'ev Davidovitch

Seminal works

• wise-king-2008
• krishnan-davidovitch-2006

Frequently asked questions

Hủy cốt bào và tạo cốt bào mỗi loại làm gì trong quá trình di chuyển của răng?

Hủy cốt bào tiêu (hòa tan) xương ổ răng, chủ yếu ở phía chịu áp lực để răng có thể di chuyển vào khoảng trống đã được dọn sạch, trong khi tạo cốt bào hình thành xương mới, chủ yếu ở phía chịu lực căng để xây dựng lại ổ răng hỗ trợ phía sau răng.

Hệ thống RANKL/OPG là gì và tại sao nó quan trọng?

RANKL thúc đẩy sự hình thành và hoạt động của hủy cốt bào tiêu xương, và osteoprotegerin (OPG) ngăn chặn RANKL để hạn chế tiêu xương; cặp tín hiệu này gắn kết quá trình tiêu xương với hình thành xương và là một điểm kiểm soát quan trọng cho quá trình tái tạo cho phép răng di chuyển.