哺乳动物颅骨标本的牙齿和颞下颌关节病理学系统评估

摘要

本协议描述了用于系统评估颅骨标本的技术，以表征牙齿的解剖和发育变化和异常、牙周疾病、牙髓疾病和颞下颌关节病理学。

摘要

博物馆头骨标本代表了一种非侵入性、信息丰富且现成的方法，用于研究许多哺乳动物物种的颞下颌关节 （TMJ） 病变、牙齿病理学和解剖变异。研究一系列物种的牙齿和颌骨可能是一个挑战，需要关注细节和理解物种的正常解剖结构。在本文中，讨论了用于检查头骨标本的系统且精确的方案，该方案已应用于各种哺乳动物，以定义口颌面部区域的特征性疾病。概述的程序同时精确，可重复，并适应不同物种的高度不同的头骨和牙齿形状以及解剖结构。具体而言，检查标本是否有牙齿缺失、牙周病、牙髓病、颞下颌关节病变和解剖变异。从博物馆标本研究中收集的结果可能反映了个体和物种的自然历史、健康和疾病状况。此外，这些数据可以为生态和保护研究工作以及圈养个体的护理提供信息。

引言

颌骨和牙齿的发育标志着脊椎动物进化发育的关键时间点。虽然颚最初是作为水生和海洋物种呼吸机制的一部分而发展起来的，但牙齿提供了一种捕捉和处理猎物的新方法^1，2。自从颌骨和牙齿发育以来，生物体在解剖结构上已经进化出无数的变化，这些变化对应于它们的功能并反映了它们所属的生态作用。由于其矿化性质，牙齿和头骨代表了环境和化石记录中存在的大量信息，并且可以提供有关个人和物种的生态，健康状况和行为的无数见解。

获取有关动物牙齿和下颌的信息以及表征形式和病理学有很多好处。识别常见的疾病过程可以改善野生物种的保护工作，并优化对圈养动物的护理³，^4，5。例如，从博物馆头骨标本中收集的信息已被用于推断波罗的海灰海豹（Halichoerus grypus）和海豹（Phoca vitulina）^{在一段时间内}暴露于环境污染物（如有机氯）6，^7，尽管口面部病变与污染物之间的因果关系尚未得到证实。此外，口腔疾病是家养物种中一些最普遍的疾病，了解野生物种的口腔健康状况可能会促进家养物种的临床医学和管理^8，9。

由于动物在正常颅面形状和牙列方面已经发展出这种变化，因此在物种之间表征和比较这些方面可能具有挑战性。在尝试检查其头骨之前，了解生物体的生态学和自然行为以及其典型环境至关重要。这样做将推动关于特定物种牙列的问题和假设的形成，并不可避免地丰富数据分析的结论。例如，认识到南方海獭（Enhydra lutris nereis）的典型饮食包括硬壳软体动物，甲壳类动物和棘皮动物对于了解牙齿磨损和/或磨损的程度和影响至关重要^10，11。虽然人们可以假设一个物种的个体会发展某些牙齿疾病的可能性，但有一个系统、精确和可重复的方案来评估牙科病理学是至关重要的。这应包括对闭塞、解剖和发育表现、牙周疾病、牙髓表现和颞下颌关节 （TMJ） 病理的评估。制定具有类似统计分析的此类协议将允许对不同物种的牙齿和颞下颌关节疾病进行详细比较。一种系统的方法已被用于表征许多哺乳动物物种的牙齿和颞下颌关节病理学，并已被证明可转化为具有不同形式的生物体11，12，13，14，¹⁵，^16，17，¹⁸，¹⁹，²⁰，²¹，^22， 23^，24.

为了比较其他物种的未来数据，重要的是要有一种公认的方法来评估可以应用于各种物种的牙齿和颌骨疾病。本文旨在详细介绍一种标准化和有组织的方法，用于评估颅骨标本的牙科和颞下颌关节病变。

研究方案

本研究使用来自旧金山加州科学院鸟类学和哺乳动物学系、加州大学伯克利分校脊椎动物学博物馆和阿拉斯加大学费尔班克斯分校北方博物馆的标本进行。检查头骨标本和根据数据发表作品的许可是从拥有和管理每个藏品的博物馆获得的。

1. 试样选择和记录

1. 记录标本信息，包括身份证号码、物种、性别和原产地。
   注意:特定馆藏中保存的标本数量以及标本详细信息可通过Arctos协作馆藏管理解决方案获得（请参阅 材料表）。在本研究中，考虑了来自北象海豹（Mirounga angustirostris），加利福尼亚短尾猫（Lynx rufus californicus），灰狐（Urocyon cinereoargenteus），北方海狗（Callorhinus ursinus），南方海獭（Enhydra lutris nereis），加利福尼亚美洲狮（Puma conolor cougar）和狐狸（Vulpes macrotis）的头骨。
2. 检查颅骨解剖结构的完整性。不要包括严重破碎的头骨，这样如果没有广泛的重建，正常的解剖结构是无法识别的。
3. 如果可能，根据颅缝线的闭合情况估计标本死亡时的年龄。有关颅缝闭合时间，请查阅相关文献，因为这因目标物种而异。
4. 用相应的肺泡替换松动的牙齿。使用已发表的研究物种解剖学描述来帮助识别每颗松动牙齿的牙齿类型²⁵，26，²⁷，²⁸，^29，30。

2. 解剖学和发育发现

1. 连续检查每个牙齿象限并记录牙齿的存在与否。
2. 将每颗牙齿的脱落分为先天性缺损与后天性缺牙与人工缺损。检查缺失牙齿的区域是否有光滑的骨边缘（先天性）、空肺泡伴重塑牙槽骨（获得性）或空但轮廓清晰的牙槽（伪影）。
3. 记录任何顽固的乳牙或多余的牙齿（图1）。
4. 检查每个牙冠的形状和任何可见的牙根结构。通过检查牙槽中松动的牙齿来记录牙根的数量。
   注意:对于无法从牙槽中移除的牙齿，可以通过额外的突起来识别多余的牙根，通常在牙齿的腭或舌侧，或通过牙科X光片（图2）。
5. 记录牙釉质发育不全的存在，其特征是牙齿的白色反光牙釉质层变薄或缺失，露出较粗糙的棕黄色牙本质表面。

3. 牙周状态

1. 使用金属或塑料牙周探针和探查仪（ 材料表）确定牙槽骨的质地，以寻找牙周炎的证据³¹.
   注意:没有软组织，因此无法诊断牙龈炎，但血管形成增加，如大量血管孔所证明的那样，表明早期牙周炎（图3）。
2. 通过尝试将牙周探针插入每个多根牙齿的根部之间来测试是否存在分叉受累或暴露。根据根的数量，可能需要多个区域来测试分叉。
3. 使用标准化方案确定进行性恶化牙周炎的阶段（表1）³²。

4.牙齿骨折和根尖周病变

1. 检查每颗牙齿是否断裂，表现为牙齿物质的锋利边缘损失（图4）。
2. 通过尝试将探测器从骨折部位插入纸浆室来确定每个骨折是否复杂或不复杂。复杂的断裂由探头落入纸浆室表示。
3. 根据标准化分类系统记录每种骨折类型（表2）³³。
4. 检查牙齿是否有根尖周病变的证据，其特征是牙根顶端区域的牙槽骨扩张，有血管形成增加的证据（图5）。膨胀上的开窗可能存在，也可能不存在。

5. 磨损/磨损

1. 检查每颗牙齿是否有磨损/磨损，表现为牙齿物质的损失，具有光滑、玻璃状的外观和圆形边缘（图 6）。
2. 使用浏览器通过尝试将资源管理器尖端插入纸浆室来确定来自磨损区域的纸浆室暴露情况。
3. 使用标准化分类系统对每颗牙齿的磨损/磨损程度进行分类（表 3）¹¹。
   注意:由于其自然行为，某些物种可能比其他物种更容易受到磨损/磨损。因此，可能需要对磨损/磨损的严重程度进行分期，或者简单地记录是否存在磨损/磨损就足够了。

6.颞下颌关节病理学

1. 检查颞下颌关节的骨骼成分，包括髁突下颌骨的头部和颞骨鳞状部分的下颌窝，寻找颞下颌关节病变的证据，排除死后创伤等伪影（例如"抽屉损伤"或准备伪影）³¹ （图6）。
2. 独立检查两侧的下颌头和窝，并使用骨关节炎（OA）的半定量评分系统对与每块骨相关的病变进行分类（表4）³⁴。

7. 创伤

1. 检查颅骨是否有任何外伤的证据。
   注意:慢性创伤性损伤可能根据骨折边缘的锋利度和骨重塑的任何证据与急性创伤性损伤区分开来。另外，请注意，一些野生物种会受到枪伤，并且可以识别出进入/退出伤口以及射弹残留物。

8. 检查其他参数

1. 根据物种的不同，检查颅骨是否有其他异常。
2. 检查特发性牙颌碎破坏引起的牙齿吸收或牙齿硬组织丢失，这最常见于猫科动物，可通过放射密度丧失伴或不伴牙周韧带间隙丧失进行影像学诊断¹⁹，^21，35。
   注意:牙科探查员也可以感觉到牙齿吸收性病变，因为牙齿的颈部区域粗糙，但放射学确认对于诊断是必要的。
3. 检查棘皮色素沉着，颅骨硬组织的深紫色染色，因为在水獭¹¹中可以看到某些种类的色素棘皮动物的消耗。
4. 检查龋齿，这是牙齿表面的蛀牙，与酸性细菌的膳食碳水化合物代谢有关³⁶.
   注意:龋齿病变可以通过用牙科探针探测牙齿的咬合面来发现，以揭示任何凹陷或不规则现象^17，18。
5. 记录骨髓炎或肿瘤形成的证据，其特征是不规则的生产性/破坏性骨病变³⁷.描述性地记录这些数据，并包括任何病变的客观测量。

结果

目前的协议导致客观和半主观数据的结合，积极的结果取决于对标本的准确和可重复的评估。理想情况下，必须有多名了解目标物种正常解剖结构并了解一般牙齿和颌面部病理学的观察者在场，以评估每个标本，以系统地减少偏差。必须讨论每个标本的评估，并需要达成共识。为确保样本具有代表性，没有提出标本数量的阈值，但已发表的研究包括76至1，205人^11，

讨论

牙齿和颌骨的解剖结构是发散进化的典型例子，是物种自然历史、行为和健康状况的真实反映。一个人的口腔健康可能直接影响他们的生存和健康。目前的研究概述了一种系统、可重复和详细的方法来评估博物馆标本的牙齿健康和颞下颌关节异常，这些标本可能反映了活体人群的病理。

尽管牙齿疾病普遍影响着各种属的哺乳动物，但这一主题仍未得到充分探索。了解野生、?...

材料

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Arctos Collaborative Collection Management Solution	https://arctosdb.org
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Double-Ended Dental Explorer/Probe, #2 Handle	Hu Friedy	541-5860
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Surgical Magnification Loupes (Optional)	Surgitel	EVC00TTL