Zur Entwicklung des Ligamentum sphenomandibulare bei der Maus: Histologische und morphologische Untersuchungen zur Entwicklung des Ligamentum sphenomandibulare bei aberrantem Verlauf aus dem Meckelschen Knorpel in den Stadien E13,25-P10

Abstract

Das Lig. sphenomandibulare stellt einen wichtigen funktionsmorphologischen Beitrag zur Befestigung der Mandibula am Schädel dar. Es ist beteiligt an der Limitation von Mundöffnungsbewegungen und hat eine klinische Bedeutung bei der Leitungsanästhesie des Nervus alveolaris inferior. Das Lig. sphenomandibulare verläuft von der Spina ossis sphenoidalis zur Medialseite der Mandibula. Über seine Herkunft und Entstehung wurde bisher eher spekuliert. So wird vermutet, dass das Lig. sphenomandibulare aus Geweberesten des Meckelschen Knorpels entstehen soll. Die Insertion des Lig. sphenomandibulare am Os sphenoidale stimmt jedoch nicht mit dem ursprünglichen Verlauf des Meckelschen Knorpels, der in die Mittelohrregion verläuft, überein. Die bisherigen Untersuchungen konnten keinen Aufschluss über die räumlichen Verhältnisse geben, da nur einzelne histologische Schnitte herangezogen wurden. In der vorliegenden Arbeit wurden von 11 Kopfpräparaten der Maus (C57Bl6J, Sammlung Radlanski) in den Entwicklungsstadien E13,25-P10 histologische Schnittserien hergestellt und 3D-Rekonstruktionen mithilfe der Software AnalySIS (Olympus, Münster) der rechten Kiefergelenksregion erstellt. Neben der routinemäßigen Färbung mit Hämatoxylin-Eosin (HE) wurden ausgewählte Schnitte mit Elastika-Trichrom, modifiziert nach Masson-Goldner, gefärbt. Dies ermöglicht das Erkennen von Bandstrukturen aufgrund des hohen Gehalts an elastischen Fasern, erkennbar an der intensiven schwarzen Färbung. Die Informationen aus der mikroskopischen Analyse über die rechte Kiefergelenksregion und das Lig. sphenomandibulare wurden anschließend dreidimensional dargestellt. Ergänzend folgten spezifische morphometrische Analysen. Nach Auswertung aller Befunde ließen sich folgende Schlussfolgerungen gewinnen: 1. Das Lig. sphenomandibulare entsteht aus dem Binnenknorpel des Meckelschen Knorpels einschließlich des Perichondriums. 2. Die Ossifikation der Spina ossis sphenoidalis beginnt bereits pränatal. Die Ausdehnung des Knochens nimmt während seiner Entwicklung kontinuierlich zu, noch bevor sich das Lig. sphenomandibulare erst postnatal bildet. Währenddessen nimmt der Abstand der Spina ossis sphenoidalis zum Meckelschen Knorpel ab, wobei der Knorpel in seinen Entwicklungs- und Umbauprozessen konstant in seiner Position bleibt. Deshalb verändert sich nicht nur der Abstand sondern auch der Winkel zwischen der Spina ossis sphenoidalis und dem Meckelschen Knorpel. 3. Die verringerte Distanz, des aus dem Meckelschen Knorpel entstandenen Lig. sphenomandibulare zur Spina ossis sphenoidalis, ermöglicht dort die Insertion des Ligaments. An der Spina ossis sphenoidalis kommt es kurz vor der Ligamentbildung zu einer oberflächlichen Resorption des Periosts, verbunden mit der Freilegung und Parallelausrichtung seiner Fasern. Dadurch sind die Fasern des Lig. sphenomandibulare, die sich ebenfalls parallel formieren, in der Lage Verbindungsfibrillen zu bilden. Die Spina ossis sphenoidalis bildet mit ihren bereits freigelegten Fasern den nächstmöglichen knöchernen Insertionsort für das neu gebildete Lig. sphenomandibulare.

The sphenomandibular ligament runs from the spine of sphenoid bone to the medial side of the mandible, where it inserts into the lingula. It contributes functionally to limiting the mouth opening movements. Furthermore, the morphology of this ligament is of clinical relevance for local anesthesia of the inferior alveolar nerve. Its origin and development are still controversial. Although it is supposed to arise from Meckel's cartilage, its insertion on the spine of the sphenoid does not correlate with the initial course of the cartilage. Previous investigations have not yet provided any information about its spatial relationships which can throw some light on this topic. In the present study, histological sections of 11 mice (Mus musculus) ranging from stages E13.25 to P10 were stained conventionally with Hematoxylin-Eosin (HE) and selected slides also with Elastic-Trichrome modified by Masson-Goldner. Subsequently, 3D-reconstructions of the region of the right temporomandibular joint and the sphenomandibular ligament were carried out, followed by specific morphometric analyses. The evaluation of the results leads to the following conclusions: 1. The sphenomandibular ligament originates from the middle portion of Meckel’s cartilage and its perichondrium. 2. The spine of the sphenoid starts to ossify before birth while the sphenomandibular ligament arises only after birth. At the same time, the distance between the developing spine of the sphenoid and Meckel’s cartilage decreases whereas the position of the cartilage remains stable. Moreover, the angle between the spine of the sphenoid and Meckel’s cartilage also changes. 3. The reduced distance between the spine of the sphenoid and Meckel’s cartilage allows the insertion of the sphenomandibular ligament. Before this occurs, the spine of the sphenoid shows a resorption of the periost associated with the exposure and parallel alignment of its fibers. Subsequently, the fibers of the sphenomandibular ligament, which also follow a parallel direction, are able to form the connecting fibers. As a result, the spine of the sphenoid with its exposed fibers serves as the next possible bony insertion site for the newly formed sphenomandibular ligament.