Cementum samenstelling en functies

Cementum: De Ondersteunende Laag van de Tandwortel

• Cementum is de dunne, verkalkte weefsellaag die de dentine van de tandwortel bedekt.
• Het is een van de vier weefsels die de tand ondersteunen in het parodontium, samen met het alveolaire bot, het parodontale ligament en de gingivae.
• Cementum is het minst bekende gemineraliseerde weefsel in het lichaam, vooral wat betreft de oorsprong, differentiatie en celdynamiek van cementoblasten.
• Zowel cementoblasten als osteoblasten hebben receptoren voor parathormoon (PTH) en parathormoonreceptor-eiwit (PTHRP).

Locatie en Dikte van Cementum

• Cementum is bij mensen beperkt tot de wortel, maar komt ook voor op de kronen van sommige zoogdieren als aanpassing aan een herbivoor dieet.
• De dikte van cementum varieert: het is het dikst aan de wortelpunt en in de interradiculaire gebieden van meerwortelige tanden, en het dunst cervicaal.
• De dikte varieert van 10-15 µm cervicaal tot 50-200 µm apicaal (kan zelfs meer dan 600 µm overschrijden).

Functies en Eigenschappen van Cementum

• Cementum is verbonden met het parodontale ligament aan het buitenoppervlak en is stevig vastgehecht aan dentine aan het diepe oppervlak.
• De belangrijkste functie is de aanhechting van collageenvezels van het parodontale ligament.
• Het is een responsief, gemineraliseerd weefsel dat de integriteit van de wortel behoudt, de tand in positie houdt en betrokken is bij herstel en regeneratie.
• Cementum wordt langzaam gevormd gedurende het hele leven, wat zorgt voor voortdurende herbevestiging van de parodontale ligamentvezels.
• Het is afgeleid van de bekleedlaag van de tandheelkundige follikel.
• Net als dentine heeft cementum een dunne laag (3-5 µm) niet-verkalkte matrix aan het oppervlak, precementum genoemd.

Samenstelling en Structuur

• Cementum heeft een vergelijkbare chemische samenstelling en fysische eigenschappen als bot, maar is avasculair en heeft geen innervatie.
• Het is minder gemakkelijk geresorbeerd, wat belangrijk is voor orthodontische tandbewegingen.
• Cementum heeft geen lamellaire structuur en geen mergruimtes, in tegenstelling tot bot.
• Op nat gewichtsbasis bestaat het uit 65% anorganisch materiaal, 23% organisch materiaal en 12% water.
• Per volume bestaat het uit 45% anorganisch materiaal, 33% organisch materiaal en 22% water.

Cementum-glazuurverbinding

• De opstelling van weefsels op de cementum-glazuurverbinding kan drie patronen vertonen: overlap (60%), ontmoeting in een stomp gewricht (30%) en blootstelling van dentine (10%).
• Cementum is lichtgeel met een dof oppervlak, zachter dan dentine.
• De permeabiliteit varieert met leeftijd en type cementum, waarbij de cellulaire variant meer permeabel is.
• De permeabiliteit neemt af met de leeftijd. Door zijn zachtheid wordt cementum gemakkelijk verwijderd door slijtage wanneer gingivale recessie het worteloppervlak blootstelt.

Chemische componenten

• De belangrijkste anorganische component is hydroxyapatiet.
• Sporenelementen zijn meestal in hogere concentraties aanwezig aan het externe oppervlak, zoals fluoride.
• De organische matrix is voornamelijk collageen type I, met kleine hoeveelheden type III, V, VI en XII. en niet-collageen componenten die vergelijkbaar zijn met die in bot
• Belangrijke aanwezige moleculen zijn bottensialoproteïne, dentine sialoproteïne, fibronectine, tenascine en osteopontin.
• Cementum is rijk aan glycosaminoglycanen, voornamelijk chondroïtinesulfaat, en bevat de proteoglycanen lumican, versican, decorine, biglycan en fibromoduline.

Classificatie van Cementum

• Cementum kan op drie manieren worden geclassificeerd: de aanwezigheid of afwezigheid van cellen, de aard en oorsprong van de organische matrix, of een combinatie van beide.
• Bij de classificatie op basis van cellen zijn er cellulair cementum (met cementocyten) en acellulair cementum (zonder cellen).
• In de meest voorkomende opstelling bedekt acellulair cementum de wortel grenzend aan de dentine, terwijl cellulair cementum voornamelijk in het apicale gebied voorkomt en het acellulaire cementum bedekt.
• Acellulair cementum lijkt relatief structuurloos en bevat de korrelige laag (van Tomes) en de hyalinelaag (van Hopewell-Smith).

Cellulair Cementum

• Cellulair cementum bevat cementocyten in lacunes, met canaliculi die hun processen uitstrekken.
• De verschillende snelheden van cementumvorming worden weerspiegeld in de voorkeur voor een precementum-laag en in breder geplaatste incrementele lijnen.
• De ruimtes die de cementocyten bezetten in cellulair cementum worden lacunes genoemd, en de kanalen die hun processen uitstrekken, zijn de canaliculi.
• In tegenstelling tot bot zijn de cementocyten breder verspreid, willekeurig gerangschikt en zijn hun canaliculi bij voorkeur georiënteerd op het parodontale ligament.

Ultrastructuur Cementocyten

• Cementocyten zijn relatief inactief eenmaal ingebed in de cementummatrix.
• Hun cytoplasmatische/nucleaire ratio is laag en ze hebben een schaarse of geen enkele vertegenwoordiging van de organellen die verantwoordelijk zijn voor de energieproductie en synthese.
• Cementum wordt afgezet in een onregelmatig ritme, wat resulteert in ongelijk verdeelde incrementele lijnen (van Salter).

Samenstelling organische matrix

• Cementum ontleent zijn organische matrix uit twee bronnen: Sharpey-vezels van het parodontale ligament en cementoblasten.
• Cementum kan worden geclassificeerd volgens de aard en oorsprong van de vezelige matrix: extrinsieke vezels (afgeleid van het parodontale ligament) en intrinsieke vezels (afkomstig van de cementoblasten).
• Waar beide typen vezels aanwezig zijn, kan het weefsel gemengd vezelcementum worden genoemd.

Typen Cementum

• Voor menselijke tanden worden twee hoofdtypen cementum gevonden: acellulair extrinsiek vezelcement (AEFC) en cellulair intrinsiek vezelcementum (CIFC).
• AEFC bevindt zich voornamelijk over de cervicale helft van de wortel en vormt het grootste deel van cementum (bijvoorbeeld in premolaren).
• AEFC is het eerste gevormde cementum en de lagen bereiken een dikte van ongeveer 15 μm. Intrinsieke vezelcement is een collageen-eiwit van 56 kDa of 65 kDa in cementum dat hechting van mesenchymale cellen aan de extracellulaire matrix bevordert

Vezel arrangement

• Voor AEFC wordt al het collageen afgeleid als Sharpey-vezels uit het parodontale ligament. Het wordt langzaam gevormd en het worteloppervlak is glad
• De vezels zijn over het algemeen goed gemineraliseerd en de extrinsieke vezels kunnen niet-gedefinieerde kernen hebben, wat kan leiden tot dunne zwarte lijnen in grondsecties. CIFC is alleen samengesteld uit intrinsieke vezels parallel aan het worteloppervlak.
• De afwezigheid van Sharpey-vezels betekent dat intrinsieke vezelcement geen rol speelt bij tandhechting.

Gemengde Fiber

• Op weg naar de wortelpunt en in de furcatiegebieden van meerwortelige tanden zijn acellulair extrinsiek vezelcement en cellulair intrinsiek vezelcement vaak aanwezig in afwisselende lagen, bekend als cellulair gemengd gelaagd cementum.
• Voor deze derde variant van cementum zijn de collageenvezels van de organische matrix afgeleid van zowel extrinsieke vezels (van het parodontale ligament) als intrinsieke vezels (van cementoblasten).
• Als de vormingssnelheid traag is, wordt het cement gemengd vezel-vezel genoemd en is het over het algemeen goed gemineraliseerd.
• Als de vormingssnelheid snel is, wordt het cement cellulair gemengd-vezelcement genoemd en zijn de vezels minder goed gemineraliseerd (vooral hun kernen).

Vezelorientatie in cementum

• Het acellulaire cementum bevat voornamelijk extrinsieke vezels die loodrecht op het worteloppervlak zijn gerangschikt, terwijl het bovenliggende cellulaire cementum voornamelijk intrinsieke vezels bevat die parallel aan het worteloppervlak lopen.
• Dentine sialoproteïne, fibronectine en tenascine zijn niet aanwezig in acellulaire extrinsieke vezelcementum, maar worden aangetroffen in cellulaire intrinsieke vezelcement.
• Acellulaire extrinsieke vezelcementum is tekort aan Lumicaan, versican, decorine, biglycan en fibromoduline
• Afibrillair cementum is een dunne, acellulaire laag die bedekt met cervicale glazuur of tussen fiber cementum en dentine tussenbeide komt.
• Aangenomen wordt dat afibrillaire cementum op deze site wordt gevormd na het verlies van het verminderde emailepitheel.

Verbinding Parodontaal ligament vezels

• De vezels van het parodontale ligament lopen de organische matrix van precementum in die wordt uitgescheiden door cementoblasten.
• Daaropvolgende mineralisatie van het precementum zal de extrinsieke vezels opnemen als Sharpey-vezels in cementum.
• Geschat wordt dat er voor acellulaire extrinsieke vezelcementum voor ongeveer 30.000 hoofdvezels van het parodontale ligament zijn bevestigd in het cementale weefsel per vierkante millimeter.

Cementum-dentine overgang

• De cementum-dentine overgang heeft een lager mineraalgehalte en is een samengestelde van anorganische en organische componenten (inclusief dermatan-sulfaat en collageenfibrillen).
• Er wordt vaak gemeld dat een "tussenliggende laag" bestaat tussen cementum en dentine en dat deze laag betrokken is bij het "verankeren" van de parodontale vezels aan de dentine.
• Het lijkt inderdaad dat de term zelfs is gebruikt om de hyalinelaag van dentine te beschrijven (zie pagina 140).

Onder structuur

• de ruimtes die de cementocyten bezetten in cellulair cementum worden lacunes genoemd, en de kanalen die hun processen uitstrekken, zijn de canaliculi
• Nabij het parodontale oppervlak is cementum niet homogeen vanwege voortdurende verkalking en de aanwezigheid van Sharpey-vezels.
• De verkalking van het voor-mentum wordt waarschijnlijk in de vroege fasen geïnitieerd door de aanwezigheid van het onderliggende wortel dentine mineraal en gaat verder op en rond de collageenvezels
• Op diepere niveaus lijkt acellulair cementum op perifere dentine en is een afbakening vaak moeilijk te zien

Resorptie en Herstel

• Hoewel cementum minder gevoelig is voor wortelresorptie dan bot onder dezelfde druk, vertonen de meeste wortels van permanente tanden nog steeds kleine, gelokaliseerde gebieden van resorptie
• Resorptietekorten kunnen worden opgevuld door afzetting van de gemineraliseerd weefsel : Onderzoek over herstel door het afzetten van nieuw cementum na een gelokaliseerd gebied van wortelresorptie: omkeringslijn wordt geïllustreerd
• Het reparatieweefsel lijkt op cellulair cementum en heeft een zone van niet-berekende reparatieweefsel homologenus tot Precementum vergelijkbare ultrastructuur en formatieve cellen

Klinisch

• Cementikelen zijn kleine ronde cementummassa's die worden aangetroffen in ongeveer 35% van de menselijke wortels en cement blijft langzaam gedurende het hele leven achter, dikte neemt ongeveer drievoudig toe
• Hyperfosfemie is een zeldzame aandoening die een tekort aan cement veroorzaakt, wat leidt tot voortijdig verlies van tand in melk en in het blijvend gebit.
• Is de site nabij de apex waar het wortelkanaal verlaat aan de top van de tand en is het de kruising van de pulp en parodontaal weef en die nodig is voor wortelkanaal therapieën

Deze les behandelt de samenstelling, eigenschappen en functies van cementum, inclusief de rol ervan in het parodontale ligament en de ontwikkeling van tanden. Er wordt ingegaan op het verschil tussen cellulair en acellulair cementum en het belang ervan voor orthodontische behandelingen.