Analyses of the mechanism underlying alveolar bone remodeling from the viewpoint of mechanobiology of the periodontal ligament

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K17154
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: Ono Takehito 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40772471)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 歯科矯正学 / 骨免疫学 / 運動器科学 / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 骨細胞 / 歯根膜細胞

Outline of Final Research Achievements

In orthodontic tooth movement (OTM), bone remodeling occurs in the alveolar bone surrounding the tooth roots. The roots are connected to the alveolar bone by the periodontal ligament (PDL), functions of which during OTM remains largely elusive. This study aimed to elucidate the functions of the PDL in OTM. IL-6 expression was found to be increased upon the application of orthodontic force. Loss-of-function experiments using inhibitors or antibodies demonstrated that IL-6 promotes tooth movement by enhancing osteoclast formation on the alveolar bone. Furthermore, IL-6 was found to induce orthodontic pain. Thus, IL-6 plays a significant role in both tooth movement and pain induction during orthodontic treatment.

Free Research Field

骨免疫学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果により、矯正歯科治療における歯の移動と疼痛発生のメカニズムの一端が示された。矯正歯科治療においては、矯正力により移動させる歯とは別の歯には反力が発生する。この力により移動すべきでない歯が移動しないよう固定する必要がある。矯正時に産生されるIL-6が歯の移動を惹起することから、薬物の局所投与によりこれを阻害することで固定の強化が可能になると考えられる。同時に、固定歯に生じる疼痛も抑制できる。矯正治療における歯の移動はもっぱら矯正装置の設計によるフォースシステムに依存しているが、薬物療法の併用により矯正歯科治療の効率化が期待できる。