週期性壓力刺激及低能量雷射對蝕骨前驅細胞之影響

Effects of Cyclic Compression and Low Level Laser Irradiation to Osteoclast Precursor Cells

吳秋柔(Chiu-Jou Wu)

指導教授 ： 姚宗珍

國立臺灣大學/牙醫專業學院/臨床牙醫學研究所/碩士(2014年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2014.10692

摘要

矯正牙齒移動是藉由施加矯正力造成齒槽骨骨質重塑進而促使牙根移動，第一步便涉及到受壓側蝕骨細胞的活性及骨吸收活動，過去有許多學者藉由體外實驗施予骨細胞機械性刺激試圖了解其中調控機轉。近期也有許多動物實驗與人體實驗顯示低能量雷射療法可增進骨質重塑，進而加速矯正牙齒移動速率。但不論是壓力實驗或是雷射實驗，其中大部分的文獻都是在探討較容易培養的骨母細胞，而早期對於細胞來源不明確的蝕骨細胞相關研究則相對較少。
本實驗第一部分便是將老鼠蝕骨前驅細胞RAW264.7細胞培養於3D膠原蛋白凝集體中，在有無50 ng/ml RANKL誘導24小時後，施予細胞33 kPa週期性壓力刺激24小時，並以cDNA微陣列與即時定量聚合酶鏈鎖反應分析方式，探討週期性機械壓力刺激對細胞基因表現變化之影響。發現在沒有RANKL誘導下，壓力刺激會造成IL-33、CCL-5、NOS-2、CSF-2表現下降以及NQO-1表現提升。
本實驗第二部分則是探討低能量雷射對於蝕骨前驅細胞的影響，使用波長970 nm、輸出功率500 mW之脈衝波照射細胞七天，並試圖以不同能量密度測試，找尋可造成最佳生物刺激效應之參數。實驗結果發現給予RAW 264.7細胞能量密度5 J/cm2之雷射較可觀察到促進細胞增生，而500 J/cm2則出現抑制細胞增生之趨勢。
由本實驗結果可推測在此壓力模式下會抑制蝕骨細胞新生，顯示矯正治療過程中過度頻繁的施力可能會抑制蝕骨細胞作用。相反的，低能量雷射可促進蝕骨細胞增生，且雷射造成的生物效應遵守Arndt-Shultz law，即低劑量可促進生物反應，高劑量則是抑制的效果。但目前對於增進矯正牙齒移動速率的理想雷射參數仍是未知，需要後續更多研究加以釐清探討。

關鍵字

週期性機械壓力刺激 ； 低能量雷射 ； RAW 264.7

並列摘要

無資料

並列關鍵字

cyclic compression ； low level laser irradiation ； RAW 264.7

參考文獻

Abramovitch-Gottlib L, Gross T, Naveh D, Geresh S, Rosenwaks S, Bar I, Vago R. 2005. Low level laser irradiation stimulates osteogenic phenotype of mesenchymal stem cells seeded on a three-dimensional biomatrix. Lasers in Medical Science 20: 138-146.

Aihara N, Yamaguchi M, Kasai K. 2006. Low-energy irradiation stimulates formation of osteoclast-like cells via RANK expression in vitro. Lasers in Medical Science 21: 24-33.

Aimbire F, Albertini R, Pacheco M, Castro-Faria-Neto H, Leonardo P, Iversen V, Lopes-Martins R, Bjordal J. 2006. Low-level laser therapy induces dose-dependent reduction of TNFα levels in acute inflammation. Photomedicine and laser surgery 24: 33-37.

Altan B, Sokucu O, Ozkut M, Inan S. 2012. Metrical and histological investigation of the effects of low-level laser therapy on orthodontic tooth movement. Lasers in Medical Science 27: 131-140.

Altug A. 2002. Dentoalveolar distraction osteogenesis for rapid orthodontic canine retraction. Journal of oral and maxillofacial surgery 60: 389-394.