Clinical and histomorphometrical evaluation of the effects of alveolar decortication amount on orthodontic tooth movement in rats

Abstract

Bu çalışmanın amacı, sıçanlarda yavaş tur motoruyla transmukozal olarak gerçekleştirilen alveolar dekortikasyon sayısının ortodontik diş hareketine etkilerinin klinik ve histomorfometrik olarak incelenmesidir. Bu çalışma 72 erkek Sprague-Dawley sıçanı üzerinde yürütülmüştür. Sıçanlar şu şekilde gruplara ayrılmıştır: kontrol (sadece ortodontik kuvvet uygulaması), 1D (tek dekortikasyon) ve 3D (üç dekortikasyon). Her grup için 3 farklı zaman aralığı incelenmiştir: 7, 14 ve 21. günler. Tüm gruplarda üst 1. Molar dişler, keser dişler ile 1. Molar dişler arasında yerleştirilen Sentalloy kapalı yaylar yardımıyla 50 g-kuvvet altında meziyale hareket ettirilmiştir. Buna ek olarak, deney gruplarında sığ kemik perforasyonları sadece meziyalde (tek dekortikasyon grubu) ya da mezial, palatinal ve bukkalde (üç dekortikasyon grubu) oluşturulmuştur. Dekortikasyon işlemi 0.8 mm çapında yuvarlak frezler kullanılarak transmukozal olarak gerçekleştirilmiştir. Hayvanlar bulundukları takip gruplarına göre 7., 14. ve 21. günlerde sakrifiye edilmişlerdir. Üst çene örnekleri diseke edilmiştir ve histolojik incelemeye hazırlanmıştır. Üst çene ölçüleri aparey yerleşiminden önce (ilk) ve aparey çıkarılmasından sonra (son) alınmıştır. Ortodontik diş hareketi miktarı ilk ve son ölçülerden elde edilen alçı modeller üzerinde ölçülmüştür. Ortodontik diş hareketi miktarı ölçümleri 7., 14. ve 21. günlerde kontrol ve deney grupları arasında anlamlı bir farklılık olmadığını göstermiştir (p>0.05). Histolojik değerlendirmeler sonucunda 7. ve 14. günlerde gruplar arasında BV/TV, BVF ve TVF açısından anlamlı bir farklılık bulunmamıştır (p>0.05). 21. günde, 1D grubunda kontrol grubuna kıyasla BV/TV oranı (p=0.015) ve BVF parametresi (p=0.008) anlamlı olarak azalırken TVF parametresi (p=0.01) ise anlamlı olarak artmıştır. 7. günde 3D grubundaki meziyal osteoklast sayıları 1D grubuna göre anlamlı bir artış göstermiştir (p=0.037). 14. günde, 1D (p=0.03) ve 3D (p=0.001) gruplarındaki meziyal osteoklast sayıları kontrol grubuna göre anlamlı artış göstermiştir. 21. günde ise, bu artış kontrol (p=0.008) ve 1D (p=0.025) gruplarına kıyasla sadece 3D grubunda gözlenmiştir. Distal osteoklast sayıları açısından, 14. günde 3D grubu kontrol grubuna göre anlamlı artış sergilemiştir (p=0.007). Bu çalışmada minimal invaziv yaklaşımla ortodontik diş hareketinin hızlandırılması amaçlanmıştır. Transmukozal dekortikasyon işlemini takiben osteoklast sayıları artmış olsa da, sonuçlar bu işlemin sıçanlarda 50 gr-kuvvet uygulandığında ortodontik diş hareketi üzerinde anlamlı bir klinik etkisinin olmadığını ortaya koymuştur.

The aim of this study was to clinically and histomorphometrically investigate the effect of alveolar decortication amount, which was performed by slow handpiece transmucosally, on orthodontic tooth movement. This study was conducted on 72 male Sprague-Dawley rats. The rats were divided into the following groups: control (orthodontic force only), 1D (single decortication) and 3D (three decortication) groups. In each group, 3 time points were studied: 7, 14 and 21 days. In all groups, the upper first molars were mesially moved by 50 gr-force by means of Sentalloy closed coil spring placed between the upper first molars and incisor teeth. In addition to this, in the experimental group animals, shallow bone perforations were made either only on the mesial (1D group) or on the mesial, palatal and buccal sides (3D group). Decortication process was performed using 0.8 mm diameter round burs with transmucosal approach. The animals were sacrificed on day 7, 14 and 21 according to their follow-up groups. The maxillae were dissected and prepared for histological examination. Maxillary impressions were taken prior to appliance placement (initial) and after appliance removal (final). Orthodontic tooth movement amount was measured on the dental casts made from initial and final impressions. Orthodontic tooth movement measurements revealed no significant difference between the control and experiment groups on day 7, 14 and 21 (p>0.05). As a result of histological examination, no statistically significant difference was found between the groups in terms of BV/TV ratio, BVF and TVF (p>0.05) on day 7 and 14. On day 21, while BV/TV ratio (p=0.015) and BVF (p=0.008) parameters decreased significantly, TVF parameter (p=0.01) increased significantly in 1D group compared to control group. On day 7, mesial osteoclast numbers showed statistically significant increase in 3D group compared to 1D group (p=0.037). On day 14, mesial osteoclast numbers in 1D (p=0.03) and 3D groups (p=0.001) increased significantly compared to control group. On day 21, the increase was only seen in 3D group compared to control (p=0.008) and 1D groups (p=0.025). In terms of distal osteoclast numbers, 3D group presented significant increase compared to control group on day 14 (p=0.007).In this study, acceleration of orthodontic tooth movement with minimal invasive approach was aimed. Even though the osteoclast numbers increased following transmucosal decortication procedure, the results revealed that the procedure had no significant clinical effect on orthodontic tooth movement induced with 50 g of force in rats.