Umbauvorgänge des peridentalen Knochens in der Molarenregion der Maus: histologische und morphologische Untersuchungen der Stadien P0 bis P20

Abstract

Aufgrund bekannter veröffentlichter Beobachtungen wird in dieser Arbeit vorausgesetzt, dass Alveolarknochen ausschließlich im Zusammenhang mit Zähnen vorhanden sein kann. Die Zahnentwicklung sowie die Struktur des Alveolarfortsatzes sind in der Fachliteratur ebenfalls hinreichend beschrieben worden. Molekularbiologische Betrachtungen des Knochenumbaus (Tooth-Bone- Interface) sind ebenso bekannt. Die Zuordnung verschiedener Signalkaskaden im Rahmen der Bildung des Alveolarknochens und der Zähne ist in der dreidimensionalen Ansicht nur erschwert möglich bzw. wurden diese Prozesse bislang nicht detailliert untersucht und entsprechend dargestellt. Interaktionen zwischen dem zahnumgebenden Knochen, den Zahnanlagen und weiteren Strukturen sind grundsätzlich anzunehmen, jedoch wurde deren genaue Entwicklung der Form bisher nicht beschrieben. Im Rahmen dieser Arbeit wurde dieser Prozess untersucht. Untersuchungsgegenstand waren hierfür Schnittserien der Mandibula von elf Mäusen im Zeitraum von der Geburt bis zum 20. postnatalen Tag. Nach mikroskopischen Untersuchungen des vorliegenden Materials wurden computergestützte dreidimensionale Rekonstruktionen, einschließlich Markierungen von Knochenanbau- und Knochenabbauzonen und Abstandsmessungen zwischen den Zahnanlagen bzw. Zähnen und dem umgebenden Knochen angefertigt, beschrieben und ausgewertet. Ergebnisse und Schlussfolgerungen: 1\. Die Entwicklung der Molaren läuft im Corpus mandibulae ab. Zunächst befinden sich die Zahnanlagen in einer knöchernen Rinne. Im weiteren Entwicklungsverlauf unterteilt sich die knöcherne Rinne zunächst interdental und im Folgenden interradikulär durch einwachsenden Knochen. Hierdurch bilden sich einzelne knöcherne Krypten für jede Zahnanlage (M1 ab dem Stadium P16). Im Vergleich zu bereits eruptierten Zähnen wurden strukturelle Unterschiede in der Beziehung zwischen Zahnanlagen und Knochen festgestellt. Insoweit ist zu konstatieren, dass erst nach Bildung des Desmodonts und des Alveolarknochens die Alveolen bzw. der Alveolarfortsatz als selbige bezeichnet werden können (M1 ab dem Stadium P20). Die knöcherne Rinne, knöcherne Krypten und Alveolen haben stets einen knochenfreien Bereich nach kranial. 2\. Der peridentale Knochen wird in seiner Entwicklung durch Knochenumbau geformt. Knochenresorption findet bukkal, lingual sowie apikal der Zahnanlagen statt. Der interdentale und interradikuläre Knochen wird hingegen durch aktives Knochenwachstum gebildet. Das Kryptenwachstum erfolgt zentrifugal durch Knochenabbau an den Innenflächen und durch appositionelles Wachstum an den Außenflächen. Im Verlauf der Zahnentwicklung ist festzustellen, dass die Intensität des Knochenumbaus abnimmt. In der Molarenregion konnte ausschließlich desmale Knochenbildung festgestellt werden. 3\. In Bezug auf den Abstand zwischen den Zahnanlagen und den umgebenden Knochen wurde bei Abständen von unter 90 µm hauptsächlich Knochenabbau festgestellt. Bei Abständen von über 90 µm konnte hingegen fast ausschließlich Knochenanbau beobachtet werden. Der Abstand von 90 µm entspricht dem Parodontalspalt von adulten Mäusen.

Based on known observations it is assumed that alveolar bone only exists in connection with teeth. Tooth development and the structure of the alveolar process have also been described sufficiently. Molecular biological observations of bone remodeling (tooth-bone-interface) are known as well. The assignment of different signal cascades during the formation of alveolar bone and teeth in a three-dimensional view have not been examined. Interactions between periodontal bone, the tooth germs and further structures have to be assumed, however, their exact development in relation to the shape has not yet been described. In the course of this study that process has been analysed. For this study serial sections of the mandible of eleven mice in the period from birth to the 20th postnatal day were prepared. Computer-aided three- dimesional reconstructions were analysed and described after microscopic studies, including bone formation zones and bone resorption zones, as diagnosed histologically, and distance measurements between the tooth germs respectively teeth and the surrounding bone. Results and conclusions: 1\. Odontogenesis of molars proceeds in bone of the Corpus mandibulae. The tooth germs are located in a bony groove. During further developmental stages, the bony groove becomes subdivided first interdental and later interradicular by ingrowing bone. This results in single bony crypts for each tooth germ (M1 at stage P16). Compared to erupted teeth, structural differences in the relationship between tooth germs and bone were found. Alveoli or the alveolar process can be termed as such only after formation of the periodontal ligament and alveolar bone (M1 at stage P20). The bony groove, bony crypts and alveoli have always a bone-free area cranially. 2\. The periodontal bone it is formed by bone remodeling. Resorption takes place buccal, lingual and apical of the tooth germs. Interdental and interradicular bone, instead, is formed by active bone growth. The centrifugal increasing size of the bony crypts is effected by bone apposition on the outer surfaces and bone resorption on the inner surfaces. In the course of tooth development it is noted that the intensity of bone turnover decreases. In the molar region exclusively desmal osteogenesis could be observed. 3\. In relation to the distance between tooth germs and the surrounding bone mainly bone resorption was found at distances of less than 90 µm. At distances of more than 90 µm bone formation was almost excluslively observed. The distance of 90 µm almost resembles with the periodontal space in adult mice.