Επιδράσεις του σακχαρώδη διαβήτη στην ορθοδοντική μετακίνηση σε επιμύες

Abstract

During last decades, the number of adolescents and children with serious health problems has increased, especially in case of diabetes. In 2000, the number of people suffering from diabetes was approximately 171 million [American Diabetes Association, 2001]. It is expected that in 2030, 366 million people will suffer from the disease, mainly in developing countries. Due to the longer lifespan of the worldwide population, and the development of medicine in that field, more and more patients seek for dental care, some of whom have never been diagnosed of diabetes before.The aim of this research was to study the possible differentiation of the biologic procedures involved in the alveolar bone remodeling, during orthodontic power application on rat molars that have previously experimentally become diabetic, compared to the ones observed in healthy animals.Sixteen male Wistar rats were used in the study. They were divided in two groups. The first group included animals that were experimentally become diabetic through intravenous streptozotocin injection. Only healthy animals were included in the second group. In both groups orthodontic power of 30g was implemented on right first maxillary molar through a closed coil.The animals were stored in stainless steel cages of an open base, in groups of two in each cage; the light/dark circle was kept steady, having free access in typical laboratory nutrition and tab water. No kind of patch was used. The space temperature was set to 18-22 C and the relative moisture was 55-66%. During the experiment measures were taken so that any pain and discomfort of the animals to be minimized.All animals were marked in the tail and their weight was measured. In the 2nd group diabetes was induced by streptozotocin injection. Twenty-four hours after the injection, diabetes was verified by measuring blood glucose. Blood was obtained by vessels on the foot of the experiment animals by a saccharometer. In the group that diabetes was verified, coils were placed with general anesthesia. Before that, ether and dithiolether was used. Afterwards, Xylazine 1-5mg/kg and ketamine 50-100mg/kg were injected intramuscularly.The experimental period lasted for 28 days. The first day the animals were weighted, and streptozotocin was injected intravenously so that experimentally induced diabetes to be caused. Orthodontic forces were applied to upper first molar eight days after the start of the experiment, and special X-ray examination was conducted. At the 28th day of the experiment all animals of both groups were sacrificed with euthanasia, after the prescription of the combination of ketamine hydrochloride 200mg/kg (intramuscularly) and pentathol 10% (intraperitoneally) solution. After the euthanasia, the final weight of each animal was measured. Histological and histohemical examination of the alveolar bone round the upper first molar was conducted for each animal separately. X-rays and impressions of both jaws were taken, and the distance between the upper first molar and the central incisor of the right side was measured in both groups.Finally, the skull of each experiment animal was gathered after skin removal; the maxilla was removed and placed in formyl solution 10%. Upper jaw X-rays and impressions were taken with and without the coils. The specimens were then rinsed with water, and divided to right and left side, as well as to frontal and rear region, cutting along the midline, and were immersed to paraphni.Histological sections were conducted in lab, and photographs were taken and subjected to computational image analysis.The experiment animals were made diabetic by streptozotocin injection. Diabetes was verified by blood glucose measurement. The coil remained in the mouth of both groups for two weeks. Decreased osteocellular activity was observed in the group of the diabetic animals, proved to be statistically significant, in contrast to the healthy animals. Furthermore, larger molar movement was observed in diabetic animals. The alveolar bone in diabetic induced animals was found to be osteoporotic. The computational image analysis is valid.

Τις τελευταίες δεκαετίες, ο αριθμός των ενηλίκων και των παιδιών με σοβαρά χρόνια προβλήματα υγείας έχει αυξηθεί, ειδικά όσον αφορά στις περιπτώσεις του σακχαρώδους διαβήτη. Το 2000, ο αριθμός των διαβητικών στον κόσμο ήταν περίπου 171 εκατομμύρια [American Diabetes Association, 2001]. Η πρόβλεψη για το 2030 είναι ότι η ασθένεια θα φθάσει τα 366 εκατομμύρια ανθρώπων, κυρίως στις αναπτυσσόμενες χώρες. Λόγω της μεγαλύτερης διάρκειας ζωής που απολαμβάνει ο παγκόσμιος πληθυσμός τώρα και με την πρόοδο της ιατρικής που σχετίζεται με το διαβήτη, είτε έχουν λάβει διάγνωση είτε όχι, οι ασθενείς αποζητούν όλο και πιο συχνά οδοντιατρικές υπηρεσίες. Σκοπός αυτής της εργασίας είναι να μελετηθεί η πιθανή διαφοροποίηση των βιολογικών φαινομένων που επισυμβαίνουν στο φατνιακό οστό κατά την εφαρμογή ορθοδοντικών δυνάμεων σε γομφίους επιμυών που έχουν προηγουμένως πειραματικά καταστεί διαβητικοί, σε σύγκριση με βιολογικά φαινόμενα μετά από εφαρμογή αντίστοιχων δυνάμεων σε ζώα που δεν είναι διαβητικά. Δέκα έξι αρσενικοί επίμυες Wistar χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη και τα ζώα θα διαιρέθηκαν σε δύο ομάδες. Στην πρώτη ομάδα τα ζώα θα καταστάθηκαν διαβητικά μετά από ενδοφλέβια ένεση στρεπτοζοτοκίνης ενώ στη δεύτερη ομάδα όλα τα ζώα θα ήταν φυσιολογικά . Σε όλα τα ζώα και των δύο ομάδων θα εφαρμόσθηκε ορθοδοντική δύναμη 30gr στον πρώτο δεξιό γομφίο της άνω γνάθου με την εφαρμογή κλειστού ελικοειδούς ελατηρίου . Τα ζώα παρέμειναν σε κλουβιά από ανοξείδωτο χάλυβα, ανοικτής βάσης με κανενός είδους επίθεμα και σε ομάδες των δύο ανά κλουβί με σταθερό κύκλο φωτισμού/σκότους, έχοντας ελεύθερη πρόσβαση σε τυπική διατροφή εργαστηρίου και νερό βρύσης. Η θερμοκρασία του χώρου ρυθμίστηκε μεταξύ 18-22C και η σχετική υγρασία ήταν 55-66%. Καθ’ όλη τη διάρκεια του πειράματος ελήφθησαν επαρκή μέτρα ώστε να ελαχιστοποιηθεί ο πόνος και η δυσφορία των ζωικών προτύπων. Έγινε σήμανση όλων τον πειραματόζωων στην ουρά καθώς και μέτρηση του σωματικού τους βάρους. Στην 2η ομάδα έγινε πρόκληση διαβήτη με χορήγηση στρεπτοζοτοκίνης. Ακολούθησε η επιβεβαίωση του διαβήτη 24 ώρες μετά την χορήγηση στρεπτοζοτοκίνης με μέτρηση του σακχάρου και νηστείας 8-10 ώρες, με λήψη αίματος από αγγείο στο πέλμα του ποδιού του πειραματόζωου, με σακχαρόμετρο. Στην ομάδα πλέον που είχε πιστοποιηθεί ο διαβήτης, τοποθετηθήκαν ελατήρια με ολική αναισθησία: Έγινε προνάρκωση χρησιμοποιώντας αιθέρα και 2 καπάκια διαιθηλαιθέρα σε γυάλα. Αμέσως μετά έγινε χορήγηση ενδομυϊκά: Xylazine 1-5mg/kg και ketamine 50-100mg/kgr.Η πειραματική περίοδος θα διήρκησε είκοσι οκτώ ημέρες. Την πρώτη ημέρα τα ζώα θα ζυγίσθηκαν και στα ζώα της πρώτης ομάδας θα χορηγήθηκε ενδοφλέβια ένεση στρεπτοζοτοκίνης για την πειραματική πρόκληση του διαβήτη. Την όγδοη μέρα θα εφαρμοσθήκαν σε όλα τα ζώα και των δύο ομάδων οι ορθοδοντικές δυνάμεις στον πρώτο γομφίο της άνω γνάθου και λήφθηκαν ειδικές πωγονοβρεγματικές ακτινογραφίες. Την εικοστή όγδοη μέρα του πειράματος θυσιάστηκαν με ευθανασία όλα τα ζώα και των δύο ομάδων με συνδυασμό διαλύματος υδροχλωρικής κεταμίνης 200mg/kg βάρους σώματος (ενδομυικά) και διαλύματος πεντοθάλης 10% (ενδοπεριτοναικά). Μετά την ευθανασία έγινε η μέτρηση του τελικού βάρους κάθε πειραματόζωου. Ακολούθησε ιστολογική και ιστοχημική εξέταση του φατνιακού οστού της περιοχής του πρώτου δεξιού γομφίου της άνω γνάθου κάθε ζώου χωριστά. Επίσης λήφθηκαν ακτινογραφίες των γνάθων καθώς και αποτυπώματα και μετρήθηκαν οι αποστάσεις μεταξύ των άνω πρώτων γομφίων δεξιά και του κεντρικού τομέα δεξιά σε όλες τις ομάδες των επίμυων. Τέλος, έγινε λήψη του κρανίου αφού αφαιρέθηκε το δέρμα, η άνω γνάθος αφαιρέθηκε και τοποθετήθηκαν για συντήρηση σε φορμόλη 10% . Επίσης ελήφθησαν αποτυπώματα των γνάθων με το ελατήριο και χωρίς αυτό και πάρθηκαν ακτινογραφίες. Τα δείγματα αργότερα ξεπλύθηκαν σε νερό, χωρίστηκαν στο δεξί και αριστερό ημιμόριο σε πρόσθια και οπίσθια περιοχή, τεμαχίζοντας κατά μήκος της μέσης γραμμής και βυθίστηκαν σε παραφίνη. Μετά έγιναν ιστολογικές τομές στο εργαστήριο και ελήφθησαν φωτογραφίες οι οποίες στάλθηκαν για υπολογιστική ανάλυση εικόνας.Τα πειραματόζωα μας κατέστησαν διαβητικά, με πρόκληση διαβήτη χορηγώντας στρεπτοζοτοκίνη. Ο διαβήτης επιβεβαιώθηκε με μέτρηση σακχάρου. Το ελατήριο παρέμεινε στο στόμα και των δύο ομάδων επί δύο εβδομάδες. Παρατηρήθηκε μειωμένη οστεοκυτταρική δραστηριότητα, στατιστικώς σημαντική, στην ομάδα των διαβητικών πειραματοζώων σε αντίθεση με τα υγιή καθώς και μεγαλύτερη μετακίνηση των γομφίων στα διαβητικά πειραματόζωα. Το φατνιακό οστό στα διαβητικά ζώα είναι οστεοπορωτικό. Η υπολογιστική ανάλυση εικόνας που χρησιμοποιήσαμε σα μοντέλο ανάλυσης εικόνας είναι έγκυρη