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第3章生長和發育

摘要面部骨骼的三維比例是上頜和下頜牙弓之間關系的主要決定因素。因此，認識顱面部生長和發育是理解正常和異常靜態和功能性咬合關系的病因的基礎。有關出生前和出生后顱面部發育的更加詳細的描述可參見其他著述(Bjork 1968,Enlow 1982)。本章將概述牙頜面的發育，著重于正常變異及異常生長和發育如何影響牙弓內和牙弓間的關系。

關鍵點 出生時的骨骼關系  出生前情況 骨骼發育正常  上頜骨  上頜骨與顱骨的關系  下頜骨  下頜骨與顱骨和上頜骨的關系  生長旋轉  時間  預測 正常的牙齒發育  時間  間隙問題  牙弓間關系

 骨骼發育異常  病因  前后方向  水平方向  垂直方向 牙齒發育異常  病因  牙弓間關系  牙弓長度異常  局部因素 后期變化  骨骼  牙齒 正畸解決方案

正常的骨骼發育 出生時呈現的顱面關系是細胞快速增殖、分化和遷移的結果。顱是由額骨、頂骨、鱗狀顳骨和枕骨組成的。這些骨經膜內成骨形成，由較疏松的結締組織相隔，以便頭顱在出生過程中可以發生變形。與此不同，顱底骨經軟骨成骨而形成。在胚胎早期軟骨內出現成骨中心，提示組成顱底骨骼的枕骨底部、蝶骨和篩骨的最終位置。成骨進行的過程中，軟骨區仍然存在，表現為蝶枕部、蝶篩和蝶骨間的軟骨結合。上頜骨的發育主要來自眶下成骨中心的膜內成骨，少部分來自鼻囊的軟骨內成骨。額骨、顴骨、牙槽骨和腭區由這些中心發育而成。下頜骨的形成，同樣是由纖維細胞沿著Meckel軟骨和下牙神經聚集，在此進行膜內成骨，以及由次級髁突軟骨成骨。出生后面部的生長和發育被經典地描述為，上頜復合體和下頜骨相對于顱底向下和向前移位，其中包括對骨骼功能性移位的骨縫反應和骨的表面重塑過程。顱骨邊緣的骨的沉積，使骨間結締組織的體積迅速減少，最終骨之間由窄的骨膜縫分隔。顱頂生長的主要機制是骨在這些骨縫的沉積，而經內表面和外表面的重塑達到骨的再成形。在顱底部，蝶篩軟骨結合部位的細胞增殖持續到7歲左右融合，形成前顱底的生長。蝶枕軟骨結合部到十幾歲才閉合，形成后顱底的生長和面中部的前移位。上頜骨的生長是通過骨的表面改建形成，或是通過連接上頜骨與顱骨以及上頜骨與顱底骨的骨縫部位的骨沉積形成。正常的面部發育中，上頜骨向下和向前移位。在這一過程中，骨沉積在骨粗隆區域，或沉積在上頜骨與顱頂間以及上頜骨與顱底間的骨縫內，在增大骨面積的同時維持骨縫的寬度。有趣的是，上頜骨向前和向下移動的同時，由于骨膜的作用，發生骨的前表面重建和骨的移位，導致輪廓的變化。下頜骨的正常生長，也相對顱底發生向下和向前移位。但與上頜骨不同的是，對下頜骨的生長，軟骨內和骨膜的活動同樣重要。活體染色實驗表明，當下頜骨在軟組織包膜內向前移位時，骨主要是沉積在下頜升支、喙突和髁突的后表面，而在下頜升支前部和頦發生骨吸收。相對比例的變化 出生后的生長模式使頭的比例發生變化，從出生時占身體總長度的30％，到成年時只占12％。顱部和身體最上部結構相對于身體近中部結構的率先發育，被認為體現了“生長的頭尾增減率”。該增減率在顱面部的發育體現為，出生時顱比較大而臉比較小且后縮。出生后的生長改變了這個比例，面中部后縮減少，下頜骨是完成前后向發育的面部骨骼。上頜骨和下頜骨除了上述的向下和向前的移位，頭影測量種植體的縱向研究(Bjork 1968)已經表明，這些骨骼的中心部也發生旋轉，但其程度被表面變化和牙齒萌出所掩蓋(Bjork & Skeiller 1983)。對于普通個體，生長過程中的凈變化是面下部高度略有減少。然而，對于擁有比平均面孔更長或更短面部的患者，中心(內部)旋轉和表面變化的量發生變化，導致在生長過程中的垂直面部比例、牙弓間關系以及切牙傾斜度發生明顯改變。在生命的頭幾年顱面生長率是較大的。此后，16～18歲前，除了青春前期較小幅度生長及更為明顯的青春期快速生長外，生長率和比例變化下降到幾乎為零。成年期面部生長和比例變化停止的觀點是不正確的。Bolton生長研究所涉及的成人頭影測量縱向評估已經顯示，面部尺寸和比例兩方面的累積變化持續到35～40歲，使切牙傾斜度和牙弓間垂直關系發生改變(Broadbent et al 1975)。正常的牙齒發育 牙齒的萌出牙齒在嘴里萌出的過程中，經過萌出后快速生長，直到接近咬合平面和承受咀嚼力量。當青少年咬合平衡期到來時萌出減慢。在該過程中，有功能牙齒的萌出速率與下頜支垂直生長的速率是平行的。好體現這一點的，是發生牙槽骨粘連的牙齒，在生長過程中其高度變得相對較低。青春期的生長中，由于咬合面間空間的增加，牙齒的萌出進一步增加。出齦后萌長速度的限制因素是對抗牙齒萌出的力，如咬合力及軟組織靜態阻力，而不是萌出力本身。在這種圍青春期快速萌出之后，達到成年咬合平衡期，牙齒通過萌出彌補牙的磨損。乳牙列的萌出乳牙萌出的時間是有差異的，正常范圍可包括長達6個月的提前或延遲。但是萌出順序通常是固定的，最常見的是下頜中切牙首先萌出，其他切牙緊隨其后萌出。3～4個月后，下頜及上頜及時磨牙萌出，再過3～4個月上頜及下頜尖牙萌出。通常在24～30個月內當第二磨牙萌出時，乳牙列萌出全部完成(表31)。

表31乳牙萌出鈣化開始(子宮內：周)牙冠完成(月)萌出(月)切牙13～1615～306～9尖牙15～18918～20及時磨牙14～17612～15第二磨牙16～2310～1124～36乳牙列前牙區存在牙間隙是正常的，但最引人注目的是上頜尖牙和側切牙之間以及下頜尖牙和及時磨牙之間的靈長間隙。乳牙間普遍存在間隙是正確對齊恒牙唇段的必要條件。混合牙列期混合牙列期包括6～12歲的牙齡。牙齡是由牙齒萌出、恒牙根的發育和乳牙根的吸收程度來確定的。從乳牙到恒牙的過渡，開始于6歲左右及時恒磨牙的萌出，其次是此后不久萌出的恒門牙。牙齡7歲的特點是上頜中切牙和下頜側切牙的萌出。在這個階段，上頜側切牙牙根進行發育，尖牙和前磨牙完成牙冠形成。牙齡8歲的特征是上頜側切牙的萌出，在此后2～3年的時期，沒有任何恒牙萌出。乳牙切牙替換的過程中，有明顯的牙間隙存在，恒切牙要比它所替代的乳牙寬2～3mm。上牙弓的乳牙間隙，通常會提供足夠的空間以容納更大的中切牙和側切牙。但整齊排列4個恒切牙所需的間隙，在下頜骨，平均存在16mm的不足。這個間隙差異，稱作“切牙寬度差(incisor liability)”，往往導致8～9歲下頜切牙擁擠的過渡階段，并且會一直持續到尖牙萌出。因此，靈長間隙和下頜唇段間距能夠容納較大的恒切牙。此外，還有恒尖牙間寬度的增加，以及前牙萌出更前傾等，使切牙位于一個較大的圓弧。重要的是應該注意，發生所有這些變化時，頜骨前部沒有顯著的增長。一個被廣泛關注且常常引起父母注意的發育階段，是上頜中切牙中線間隙和中切牙的遠中傾斜。這個“丑小鴨”期可以看到的間隙，往往都會因側切牙的萌出而減小，但如果尖牙缺失或切牙唇向張開，也可能會持續存在。作為一個經驗法則，2mm及以下間隙將可能隨著尖牙萌出自發關閉，而超過2mm間隙可能會持續存在。牙齡9歲時，下頜尖牙和及時前磨牙牙根的發育完成30％，第二前磨牙牙根已經開始形成。然而，在上頜骨，發育沒有這樣早，只是及時前磨牙牙根的形成已經開始。到10歲牙齡，上頜尖牙以及上、下第二前磨牙牙根的發育更加顯著，下頜尖牙和上、下頜及時前磨牙的牙根完成50％。在這個階段切牙的根部幾乎完成，乳尖牙和乳磨牙的牙根進一步吸收。在牙齡11～12歲時其余的替換恒牙萌出，并開始最終建立恒牙的階段。替換過程中尖牙和磨牙的空間要求是非常重要的。與前牙相反，前磨牙小于它們取代的乳牙。其結果是牙弓每個象限都存在替牙間隙，上頜弓為15mm，而下頜弓為25mm。混合牙列期間，牙弓間及時恒磨牙關系按Angle分類為半AngleⅡ類，有一個充足的平齊末端平面。正常咬合的發育，下頜磨牙相對上頜磨牙向前移動35mm，使這種磨牙關系矯正至Ⅰ類。在此期間下頜骨的前后向生長變化提供這個距離的約一半，其余的是由下頜替牙間隙提供。恒牙列的建立12～13歲第二恒磨牙萌出后，恒牙列基本完成，只剩下第三恒磨牙于18～21歲萌出。但是，十幾歲建立的恒牙列在十幾歲和二十出頭時經常發生顯著的改變。牙髓腔減小、牙周附著根向遷移、咬合面和鄰面磨損等均是成熟恒牙的正常變化。此外，最近的縱向研究(Sinclair & Little 1985)都顯示下頜唇段牙齒的排列隨著時間的推移會發生顯著的變化。已經提出一些理論以解釋下頜切牙隨著年齡而擁擠度加重。可能的原因之一是第三磨牙萌出的壓力，這一理論主要是基于第三磨牙的萌出與其后下頜切牙擁擠之間相關的巧合。然而，牙齒萌出產生的力只有5～10g，而且已經發現在第三磨牙先天缺失或年輕時已被拔出的一些個體，下切牙的繼發擁擠也會出現(Vasir & Robinson 1991，Harradine et al 1998)。也有理論認為引起繼發性下切牙擁擠的原因還包括，現代飲食相關的鄰面磨損的減少，以及面部肌肉的張力和向中線方向的咬合力。然而，近來有觀點認為切牙繼發擁擠是成年早期持續的下頜骨前后向和旋轉生長的結果。因此，無論是否經過正畸治療，十幾歲下頜牙排列狀態理想的患者，在以后發生各種下切牙擁擠的情況并不罕見(Sinclair & Little 1985)。錯畸形的病因 差異性是生長和發育研究中的一個重要概念。大量可用的信息來自橫斷面研究，樣本有時來自正常的面部比例和牙弓間關系(Riolo et al 1974,Broadbent et al 1975)。錯畸形發病率的高低，取決于樣本的年齡、種族及評估方法。在大多數情況下，錯畸形和牙頜畸形的病因，不是一些病理過程，而是由于正常發育過程受到中等程度的扭曲。骨骼的比例失調可以發生在任何三個方向，導致前后、縱向和橫向的異常，并受到牙槽補償、異常的牙弓內和牙弓間關系的影響。牙槽骨因素包括一些情況，如牙弓上牙齒總寬度之和與容納牙齒生長的牙槽骨空間不協調(牙量骨量不調)，以及其他影響局部區域牙齒發育的異常情況(局部因素)。骨骼比例失調的病因顱面生長的決定因素被認為包括骨本身、軟骨成分和將骨包繞其中的周圍軟組織。不同理論間的主要區別是基因調控在哪個位置表達，當代觀念認為決定因素是第二和第三個因素，即是由軟骨和軟組織因素共同決定的。骨縫和骨膜組織對移植實驗和環境影響的反應表明，這些組織并不是增長的主要決定因素，而是通過增加或去除骨組織來對骨的移位進行彌補。類似的動物實驗表明，下頜骨髁突不是一個生長中心，其表現更像是一種骨膜表面反應。但是，鼻中隔軟骨，是一個上頜生長的發生器，該部位軟骨的缺失被認為會導致上頜發育不全。功能基質理論(Moss & Sanlentijn 1969)認為，面部的生長是對功能需求的反應，同時受包繞頜骨的軟組織的介導。頭蓋骨的生長很好地說明了這個理論。大腦的生長使得顱頂的骨骼發生擴張和分離，反過來導致骨縫間沉積，繼而顱腔容積擴大。當應用于上頜骨和下頜骨的生長時，功能基質理論認為，鼻腔和口腔適應功能的需求而擴大，導致面部骨骼的移位和生長。與這一理論相符的是，當髁關節強直而導致功能障礙時，會繼發下頜發育不全。一些骨骼異常的病因是公認的，如先天性牙頜畸形、外傷引起的髁突增生、骨骼比例失調等，都是很好的例子。其余的骨骼異常是遺傳和環境因素共同作用的結果。遺傳因素對骨骼生長比例異常的影響，來自“雜交”研究和對同卵雙胞胎的比較。人類基因不同亞群之間的雜交可能會導致不和諧的牙齒和面部特征的繼承。在20世紀70年代初，針對夏威夷群島上白種人和東方移民涌入后與土著玻利尼西亞人進行雜交繁殖的影響進行了研究。研究發現在各個種族雜交的后代，極端頜關系的患病率與祖先群體類似。但影響是疊加性的，也就是說，如果玻利尼西亞祖先人口有10％的擁擠，而日本有10％的Ⅲ類，同時具有兩種特性的后病率約10％。事實上，牙齒和面部特征不是作為清晰可辨的單個基因影響而繼承的，但這并不意味著牙齒和面部比例的發育沒有受到很強的遺傳影響。人們已經注意到家庭成員間存在類似的面部比例和咬合性狀，但這些相似性可能是來自于共同的生活環境的影響。基因相同的同卵雙胞胎之間的差異只能歸結為環境影響。一些雙胞胎研究得出的結論是，咬合差異的50％可以歸結為遺傳影響，其余的50％歸因于環境因素的影響。但是也有人認為，如果對環境作出適當的修正，估計遺傳性的影響幾乎可以降為零。當涉及功能性因素對骨骼生長的影響，張口呼吸作為一種可能的錯畸形的病因，受到重視的程度也在不斷變化。下頜和頭部姿勢的主要決定因素是呼吸的需求，張口呼吸通過改變這些姿勢，會影響下頜生長和牙齒的位置。人類主要是鼻呼吸，在提高通氣率時或鼻阻力水平增加時過渡到部分口呼吸。慢性鼻塞導致下頜降低，舌頭向下和向前移位，頭后仰。張口呼吸伴有咬合不正的類型被稱為“長面綜合征”，其特點： 下頜在生長過程中向下和向后旋轉； 后牙過度萌出； 上頜收縮的傾向； 嚴重的深覆蓋； 前牙開。但是張口呼吸、姿勢改變和錯畸形發生之間的關系，仍然沒有明確。總之，張口呼吸，通過強化已有的骨骼異常傾向，無疑加重牙頜畸形的發展，但部分鼻塞很難被確定為主要病因。牙槽因素當考慮牙弓長度異常和局部因素等病因時，可以通過估計某種錯畸形在早期人類的存在程度，以及對比其在現代條件下的患病率，從而對遺傳影響進行評估。擁擠和排列不齊在史前時期也有所發現，但總體上錯畸形的患病率在近代增加了。對于這種增加,有兩個可能的遺傳方面的解釋。首先如前所述是遠系繁殖的疊加影響，第二是頜骨進化減少的傾向。可以理解如果頜骨尺寸減小的速度快于牙齒尺寸和數目減少的速度，會導致擁擠和排列不齊傾向的增加。這個理論的難點是錯畸形的患病率在過去的幾百年增加得過快，而如果發生進化漂移，則需要在一個較長的時間跨度。除了骨骼比例失調和牙弓長度變化，一些局部牙列發育的干擾因素可能對咬合異常的發展起了重要作用。顯著的干擾包括： 牙齒數目異常； 牙齒的尺寸和形狀異常； 萌出受阻； 異位萌出； 異常導萌； 乳牙早失； 恒牙早失； 軟組織因素。牙齒數目異常先天性牙齒缺失是牙齒的形成和發育紊亂的結果。先天性無牙或先天性缺牙，即缺失全部或大部分牙齒，常常伴有外胚層發育不良，但先天性缺牙可能發生在患者沒有明顯的系統問題或先天綜合征的情況下。先天性無牙或先天性缺牙罕見，但先天牙齒發育異常比較常見，因樣本不同，患病率為15%～30％。乳牙缺失是相當少見的，但是如果發生，上“B”最常受到影響。最常缺失的恒牙為上側切牙、下頜第二前磨牙、第三磨牙，較不常見的是下中切牙。多生牙是牙齒的形成和發育紊亂的結果。多生牙最常發生在上中切牙腭側、下頜前磨牙區以及第二和第三磨牙遠中。前磨牙和磨牙區的多生牙一般對正常牙列影響較小，而切牙區的多生牙，往往伴有中切牙的旋轉或延遲萌出，或大的長期性牙間隙。牙齒的大小和形態異常牙齒的大小和形態異常是由于發育過程中形態分化階段的干擾。最常見的異常是大小的變異，特別是上頜側切牙和第二前磨牙。總人口中5％左右具有顯著的牙齒大小異常，上牙或下牙大小不成比例。偶爾，牙齒發育中牙蕾可能融合或雙生，干擾正常咬合的發育。萌出受阻恒牙遲萌可促使錯發生，主要是因為其他牙齒移位到牙弓中不合適的位置。在10%～15%的兒童中，至少有一個乳磨牙在最終吸收和脫落前發生骨質粘連。如果鄰近牙齒發生漂移或傾斜，繼承牙萌出的延遲會導致咬合紊亂的發生。有時，異位恒牙胚可導致異位萌出。最可能受到影響的牙齒是上頜及時磨牙、切牙和尖牙。如果上頜及時磨牙的萌出路徑太偏近中，一直嵌入第二乳磨牙的遠中根，此后該乳牙脫落后，將導致牙弓長度減少和咬合紊亂。異位萌出下頜側切牙，該情況較及時磨牙更常見，可能會導致側切牙和尖牙換位。異位萌出已被認為是上頜尖牙萌出受阻的病因，但其他因素，包括牙弓長度不協調和萌出受到物理阻礙，也可能導致牙齒的受阻。異常導萌曾經有段時期，伴隨著乳牙早失后的間隙關閉被歸因于后牙的近中移位，并且斷定移位的原因是咬合力。當代的觀點是，咬合力抑制了而不是造成了近中移位。然而，無論由何種原因引起，第二乳磨牙早失后及時恒磨牙的近中移位明顯地促成后牙弓擁擠。及時乳磨牙或尖牙早失后，間隙關閉的原因主要是由于跨隔纖維(transseptal fibres)收縮和頰(唇)壓力導致切牙向遠中漂移。單側乳尖牙和及時乳磨牙早失將導致咬合不對稱和擁擠的傾向。牙齒外傷牙齒外傷可在以下三方面導致錯畸形的發生： 乳牙外傷損傷恒牙胚； 乳牙或恒牙早失后恒牙漂移； 恒牙的直接損傷。乳牙創傷作用于其下方的恒牙胚，如果發生在釉質形成時會導致恒牙的牙釉質發育缺陷，如果牙冠已形成，則導致冠相對于根的位置改變。根的發育可能會停止，留下長期性的短根，或更常見的根與移位的冠成一定角度繼續生長，形成彎曲牙。如果根的位置彎曲嚴重，冠幾乎不可能到達其正確的咬合位置。乳切牙的外傷性脫位不太可能導致顯著的恒牙漂移，但早期脫位可能延遲恒牙的萌出，這是由于在缺牙區形成的骨密質層吸收緩慢所致。如果在幼年時恒切牙脫位，其他恒牙漂移可能會導致牙間隙過小，修復體美觀欠佳。如果后牙因外傷而早失，則會發生與因齲齒而致后牙缺失時同樣的漂移模式(見后)。軟組織因素形成牙列平衡位置的力量包括咀嚼力、萌出力以及唇、頰、舌的壓力。雖然人們可能會認為，力的大小和持續時間決定牙列的生物反應，但目前已證明力的持續時間是最重要的因素，間歇性的大的力量，如咀嚼肌施加的咬合力，對牙的最終位置幾乎沒有影響(Proffit 1978)。事實上如果持續時間足夠長，很輕的力量可以成功地移動牙齒。人類的持續時間閾值大約為6小時，唇、頰和舌在休息時超過該持續時間。在吞咽或言語時，舌和唇對牙齒的間歇性短時間壓力，不大可能對牙位有什么顯著影響。另一個可能的牙列平衡因素是牙周纖維系統。跨隔纖維對水平平衡起作用，其作用導致正畸移動的牙齒有朝其治療前位置返回的傾向；牙齒萌出力起垂直平衡作用，對抗軟組織靜息壓力的下壓作用。拔牙后或正畸牙齒移動中間隙的關閉，牙齦纖維網絡對水平牙列平衡的影響顯然是最小的。但是，牙列的垂直平衡是咬合異常的功能相關病因學的一個重要方面。雖然非營養性吸吮是幾乎所有正常兒童都會有的，但如果持續到混合牙列的年齡，延長的吸吮習慣可以導致錯。咬合異常是施加于牙齒上的直接壓力以及頰、唇靜息壓力變化的共同作用結果，其特點包括上頜切牙扇形張開、下切牙前傾或后傾、前牙開和上頜牙弓狹窄。手指的直接壓力導致切牙移位，而正常唇段牙齒萌出受干擾和頰段牙齒過度萌出，可引起前牙開。舌的位置降低以及上頜后牙力量平衡的破壞，導致上頜牙弓狹窄。綜上所述，過去曾被廣泛接受的錯畸形主要為遺傳因素決定的理論，已被證明是不正確的。骨骼和牙槽的正畸問題，可以源于遺傳模式、胚胎發育缺陷和創傷，并受到不同程度的功能因素影響。大部分表現為咬合異常的患者，是因為他們的遺傳素質，或者環境影響改變了理想的發育模式，以及一些環境影響夸大了其遺傳傾向。錯畸形的治療通常涉及正畸、牙外科以及一些外科專科，通過牙齒移動、頜面畸形矯正和修復治療使牙弓內和牙弓間的關系達到正常。 參考文獻Bjork A 1968 The use of metallic implants in the study of facial growth in children:method and application. 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擴展閱讀Proffit W R, Fields H W 2000 Contemporary orthodontics. Mosby, St Louis, chapters 25.第4章顳下頜關節的解剖與病理生理學

摘要顳下頜關節(temporomandibular joint，TMJ)是由下頜骨的髁狀突和顳骨關節窩及位于兩者之間的關節盤組成的一個可自由運動的關節。運動有兩種方式組成，即轉動(髁狀突和關節盤之間)和滑動(盤突復合體和關節窩之間)。這種較大幅度的運動，特別是滑動運動，反映了運動過程中關節盤附著于髁狀突上，無透明軟骨的參與。髁狀突和關節窩表面覆蓋纖維軟骨，關節盤內由大量的密集膠原纖維網組成，纖維走向因不同功能負載而有所差異。髁狀突的運動很復雜，咀嚼時雙側的髁狀突均負載，工作側小于非工作側。顳下頜關節通過改建適應負載的變化。顳下頜關節骨關節病是一種非炎癥性的關節疾病，特點為軟骨的損壞和軟骨下骨組織暴露。關節骨化過程的核心是軟骨細胞產生大量蛋白水解酶。進程可能由關節負載狀況決定。本章對關節盤及與之相連的髁狀突和關節窩的組織學、解剖學以及髁狀突運動、關節改建和骨關節病進行了回顧。

關鍵點 顳下頜關節的解剖  顳骨(關節窩)組成  下頜髁狀突  關節盤  關節囊  關節盤附著  位置  關節神經分布  關節潤滑 髁狀突運動  轉動與滑動 關節負載 關