Zur Entwicklung des Desmodonts im Zusammenhang mit dem peridentalen Knochen: histologische und morphologische Untersuchungen der Molarenregion der Maus in den postnatalen Stadien P8 - P40

Abstract

Die Entwicklung des Zahnes in seiner Alveole, vor allem die molekularen Mechanismen im Tooth-Bone-Interface, stellt ein aktuelles Forschungsgebiet der zahnmedizinischen Grundlagenforschung dar. Um die bisher lückenhafte Morphogenese der Molaren der Maus und ihrer peridentalen Gewebe während der frühen postnatalen Entwicklung zu beleuchten, wurden 17 histologische Schnittserien (Dicke 10 µm) im Abstand von je zwei Tagen (P8 - P40) konventionell (HE, Trichrom, Alzianblau, TRAP) gefärbt. Von acht dieser Schnittserien erfolgte je eine computergestützte dreidimensionale Rekonstruktion der rechten Hälfte der Mandibula, um das komplexe dentoalveoläre System der Maus zu visualisieren. Die Entwicklung des Desmodonts, seine kontinuierlich zunehmende Verankerung mittels Sharpeyscher Fasern in der Alveole, sowie Appositions- und Resorptionsvorgänge um die Zahnwurzel wurden untersucht. Folgende Ergebnisse konnten gewonnen werden: 1\. Die Ausbildung des Desmodonts der Maus geschieht in einer zervikal-apikalen Abfolge zeitgleich mit der Entwicklung der Zahnwurzel, sodass mit der Eruption alle Fasergruppen bis apikal vollständig ausgebildet sind. Der Faserbildungsmodus aller drei Molaren gleicht dem der Milch- und Zuwachszähne im diphyodonten Gebiss, zum Faserbildungsmodus der Ersatzzähne kann keine Ähnlichkeit festgestellt werden. 2\. Die Verankerung des Zahnes über die Sharpeyschen Fasern in der Alveole und somit die Ausbildung des Bündelknochens verläuft von zervikal nach apikal. Es erfolgt initial eine Verankerung im mesialen Anteil der Alveole, die mit der Entwicklung nach distal fortschreitet. Das apikale Drittel der Alveole aller drei Molaren weist bis zum Stadium P40 keinen Bündelknochen auf. 3\. Knochenumbauvorgänge können in allen Stadien am Alveolarknochen identifiziert werden. Das interradikuläre Septum bildet sich aktiv durch Knochenapposition, apikal der sich bildenden Wurzel kommt es hingegen zu Knochenresorption. Zirkulär um den Zahn ist die Alveole einem ständigen Remodeling unterworfen, während eine Reduktion der Appositionsvorgänge bis P40 festzustellen ist. 4\. Bündelknochen und Knochenresorptionszonen treten bis zum Stadium P40 nie zeitgleich an identischer Stelle der Alveole auf. Gegenüberliegende Lokalisationen lassen auf Zahnbewegungen im Alveolarknochen schließen, die von Knochenumbauvorgängen in der Alveole begleitet werden. So kann eine Distaldrift der Molaren M2 und M3, sowie eine Bukkaldrift des M1 über alle Stadien, prä- und posteruptiv, abgeleitet werden. 5\. Abstandsmessungen um die Wurzel ergaben, dass der Parodontalspalt apikal breiter ist als zirkulär. Die durchschnittliche Breite beträgt 90 µm (dmin = 40 µm, dmax = 173 µm). Es findet keine kontinuierliche Veränderung der Breite des Parodontalspalts statt. Es kann keine Korrelation zwischen der Parodontalspaltbreite und dem Knochenumbauverhalten festgestellt werden. Auch die Behauptung mancher Autoren, dass sich die Breite des Parodontalspalts mit dem Alter kontinuierlich ändere, kann für die untersuchten Stadien nicht nachvollzogen werden.

This thesis assessed the morphogenesis of the three mouse molars and their peridental tissues. The histological serial sections of 17 mice (thickness 10 µm) cover the period of the beginning of the root development (P8) until the 40th postnatal day, and were stained conventionally (HE, trichrome, alcianblue, TRAP). Based on these serial sections eight computer-aided 3D reconstructions of the right half of the mandible were carried out in order to visualize the complex dentoalveolar system in mice. The spatial development of the periodontal ligament and its ongoing mineralization as well as the bone modeling processes (apposition and resorption) in the adjacent alveolar bone were studied. Conclusions are: 1\. Periodontal ligament formation proceeds in a cervical-apical sequence, at the same time of root formation. With the emergence into the oral cavity, all fiber groups, including the apical fibers, are well developed thus the formation of the periodontal ligament in mice is comparable with that of teeth without predecessors in the diphyodont dentition. Similarities to the formation mode of teeth with predecessors are not ascertainable. 2\. The anchorage of the tooth by Sharpey`s fibers i.e. the development of bundle bone occurs in a cervical-apical sequence. Initially the anchorage takes place in the mesial part of the alveolus with subsequent development in the distal part. The apical third of the alveolus of all three molars are free from bundle bone until stage P40. 3\. Bone modeling processes in the alveolus can be identified in all developmental stages. The interradicular bone septum is formed actively by apposition, however, bone resorption occurs apically. Circularly around the tooth the alveolus is subject to constant remodeling, whereas bone apposition becomes reduced towards stage P40. 4\. Bundle bone and bone resorption never appear at the same time in identical areas until stage P40. Diametrically opposed locations indicate that the tooth moves through the alveolar bone which is attended by remodeling processes. A distal shift of M2 and M3, as well as a buccal shift of M1, can be deduced at all pre- and post-eruptive stages. 5\. Distance measurements around the roots revealed that the periodontal space in the apical part is wider than the space circularly around the root by an average width of 90 µm (dmin = 40 µm, dmax = 173 µm). There is no correlation ascertainable between the width of the periodontal space and bone remodeling. Furthermore, the assumption of some authors that the width changes continuously with the age cannot be confirmed in this study.