牙本质:组成、结构及神经分布与牙髓复合体

牙本质是牙体组织的主要部分,也是一种高度矿化而又具有一定物质代谢的硬组织,包围在牙髓组织外面。在牙冠部,牙本质的外面有釉质覆盖;在牙根部则有牙骨质覆盖;但在牙颈部,有时可见到牙本质直接与周围的牙周组织接触。

牙本质的组成

牙本质是一种比釉质软的硬组织,它含的矿物质比釉质少,平均为70%(重量)左右。牙本质含的有机物较多,约占18%,其余12%为水(均为重量比)。但按体积计算,则牙本质内无机物的体积占50%左右,有机物约占25%,其余为水。牙本质的这种组成随着年龄而发生变化,年龄愈大,矿物质成分占的比重愈大。牙本质内还含有少量碳酸盐和硫酸盐,也有一定痕量元素如氟、铜、锌、铁等。

牙本质内的无机物主要是羟磷灰石晶体,其构成与釉质一样。另外还有少量无定形磷酸钙,主要见于新形成的牙本质。牙本质的磷灰石晶体体积较小,其长度约为200×10-10m,宽度和厚度约(35~40)×10-10m。

牙本质的有机物主要是胶原,占有机物组成的93%;其他成分为脂肪、糖氨聚糖、蛋白质,每种含量约0.2%;另外还有少量(<1%)的枸橼酸盐。

牙本质的结构

牙本质的构造分基质和牙本质小管-纤维两部分。在光学显微镜下可见到牙本质内有许多紧密排列的小管,小管与小管间是基质。仔细观察,可以发现牙本质小管内有一条纤维,延伸于小管内2/3。牙本质小管在其生长中分出一些支管,但以近釉本质界处最明显,有些牙本质小管还延伸到釉质内,成为釉梭(enamel spindle)(图2-8)。在牙冠和牙根内,牙本质小管的全部行程呈S形弯曲,但在牙尖部则较直。

牙本质的外层接近釉质的部分,在牙齿发育过程中形成最早,基质的纤维来自牙乳头,排列方向垂直于釉牙本质界,这一部分牙本质称为罩牙本质(mantle dentin),其中含有纤维接合素(fibronectin)。在接近牙髓的内层牙本质,由于尚未矿化,称为前期牙本质(predentin),其中含蛋白聚糖(proteoglycan)较多。前期牙本质是牙本质内层靠近牙髓的部分,HE染色呈淡红色,稍靠外周一点即可见到一些染成紫红色的团块,这是正在矿化的牙本质(图2-9)。

釉梭(光镜下)

图2-8 釉梭(光镜下)

前期牙本质

图2-9 前期牙本质

用电子显微镜观察牙髓周围和前期牙本质的结构,可显示成牙本质细胞突伸入前期牙本质和牙本质的小管内的情况(图2-10)。

在显微镜下观察牙本质小管横断面时,可清楚看出牙本质小管与其周围基质的关系,在电子显微镜下则更为清楚。小管周围有一层矿化程度较高的牙本质,称为管周牙本质(peritubular dentin);介于两管之间的牙本质矿化程度要低一些,称为管间牙本质(intertubular dentin)。在正常状态下,牙本质小管内有牙本质纤维占据,它是成牙本质细胞伸向牙本质小管内的突起。现已查明,成牙本质细胞突只延伸到牙本质小管的内侧2/3。

牙本质的基质就是牙本质小管外面的矿化组织。它包含两个组分:一是磷灰石晶体;另一部分是有机基质,这种基质是由胶原纤维构成的(图2-11),它嗜银染色,属于Ⅰ型胶原。

成牙本质细胞突伸入前期牙本质

图2-10 成牙本质细胞突伸入前期牙本质

牙本质的胶原纤维

图2-11 牙本质的胶原纤维

牙本质内的矿化薄弱区

在牙冠部的牙本质内常见一种矿化不全的结构,称为球间牙本质。前面已经提到牙本质矿化时,矿物呈球体互相融合,当由于某种原因矿化发生障碍时,就会出现这种结构,牙根部的牙本质却没有这种结构。球间牙本质内包含着牙本质的基质。在牙根部靠近牙骨质处有另外一种矿化不全的结构,称为托姆粒层(Tomes layer)。

牙本质的淋巴循环与神经分布

牙本质内存在着物质代谢活动,牙本质在牙齿形态确定后,也将继续发育;牙本质含有细胞的组成部分,是成牙本质细胞突;当牙本质受到外界刺激时,内部会发生一些反应变化,如矿化现象增强,而且还可在牙本质的近牙髓端形成反应性牙本质(reactive dentin)。

成牙本质细胞突占据牙本质小管的内2/3,在细胞突与小管壁之间有淋巴循环。实验证明:当在暴露的牙本质表面施加各种刺激时,牙本质小管内的液体会向外或向内流动。当在活体内输入放射性物质或染料时,可见这些物质沿牙本质小管向釉牙本质界方向移动。将暴露的牙本质表面干燥,用高渗溶液或吸湿性物质加在牙本质表面,或用冷刺激时,均可使牙本质小管内的液体向外移动。反之,如在牙本质表面施加热刺激,则会使液体向内移动。牙本质小管内液体流动的速度为2~4mm/s。

牙本质小管内的液体含有大量钠与氯化物,含钾很少。

牙本质能感受外界刺激,如触、压、冷、热、酸、甜等,人们曾对牙本质的感受性作了许多探讨。最初人们用组织学方法去寻找牙本质内的神经,Bernick、郑麟蕃、岳松龄、Fearnhead等均曾用经典的神经染色法显示游离神经末梢进入前期牙本质内。Pemenidis与Hinds用3H标记的脯氨酸注射于动物三叉神经节内,三天后将动物杀死,剖取牙齿观察3H-脯氨酸在牙本质内的分布,发现在近牙髓的1/3牙本质分布较多,在接近釉牙本质界处则很少,他们用这种方法来证明牙本质神经活动的传导途径。电子显微镜下观察用醋酸铀和醋酸铅染色的牙本质,牙冠部牙本质内有神经分布,尤以覆盖髓角部分的牙本质内较密,但在离牙髓牙本质界处100μm以外,则见不到神经,放射自显影神经解剖法证实人牙本质小管内有神经分布。

除神经感受作用的理论外,关于牙本质的感受性,还有人认为可能由于牙本质小管内液体的流速和方向的改变刺激成牙本质细胞层下的神经感受器,即流体动力理论(hydrodynamic theory)。研究认为成牙本质细胞突本身即具有传导刺激的作用,也提出牙本质的外1/3层确无成牙本质细胞突。因此,关于牙本质的感受性问题,还不能说明已经得到明确的解答。

牙本质-牙髓复合体

从组织发育和功能上来看,牙本质和牙髓组织是密切联系的,当牙本质受到刺激时,牙髓组织会发生相应的反应,牙本质的活力密切依赖牙髓的生活状态,如牙髓活性丧失,任何加于牙本质的刺激,都不会引起反应。另外,前面已经提到,在生理状态下,牙本质内存在体液循环和神经感受功能,所有这些都依赖于牙髓的存在。牙本质的不断发育也与牙髓活力密切相关。

因此,近代许多学者都把牙本质和牙髓联合起来,作为一个组织单位,称为牙本质-牙髓复合体(dentin-pulp complex),牙本质是这个复合体的矿化部分,牙髓则是它的非矿化部分,对研究牙本质龋的病变过程,具有重要的意义。

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