Sviluppo e crescita dell'articolazione temporo-mandibolare PDF

6 Sviluppo e crescita dell’articolazione temporo-mandibolare A cura del Prof. Domenico Ciavarella e del dott. Dario Di Stasio* * Dipartimento Multidisciplinare di Specialità Medico-Chirurgiche ed Odontoiatriche, Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvi- telli”, Vi...

6 Sviluppo e crescita dell’articolazione temporo-mandibolare A cura del Prof. Domenico Ciavarella e del dott. Dario Di Stasio* * Dipartimento Multidisciplinare di Specialità Medico-Chirurgiche ed Odontoiatriche, Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvi- telli”, Via Luigi De Crecchio, 6 – 80138 – Napoli (NA). CAP. 6 Sviluppo e crescita dell'articolazione temporo-mandibolare 6.1 INTRODUZIONE L’ articolazione temporo-mandibolare (ATM) è un’articolazione diartro- diale o sinoviale; è il tipo più comune di articolazione nel corpo uma- no. Contiene una cavità sinoviale, una capsula fibrosa e una cartilagine articolare. Le articolazioni sinoviali possono essere ulteriormente clas- sificate in base alla struttura e alla funzione: L’ATM è un’articolazione ginglimo- artroidale, in quanto è in grado di eseguire movimenti intorno all’asse cerniera che di scivolamento (Figura 1). L’ATM, inoltre, si distingue dalle altre articolazio- ni sinoviali in quanto formata da due tessuti mesenchimali separati. Figura 1: Visione laterale del cranio dell’articolazione temporo-mandi- bolare. A partire dai primi lavori di Hall del 1972, l’ATM è stata a lungo considerata un’articolazione composta da cartilagi- ne secondaria, un tessuto che differisce in molti modi dalle cartilagini primarie che sono presenti nelle articolazioni de- gli arti e della base cranica. È definita secondaria perché la cartilagine che ricopre il condilo mandibolare si sviluppa dopo l’osso del ramo mandibolare, in modo contrario al meccanismo che prevede “sviluppo della cartilagine prima, poi sviluppo osseo” che caratte- 111  ORTOGNATODONZIA : principi di crescita e strategie diagnostiche rizza le cartilagini primarie. La maggior parte delle altre articolazioni sinoviali, infatti, è formata dalla proliferazione e divisione di un singolo foglietto germina- tivo; è anche l’ultima a svilupparsi in età embrionale ed è relativamente indietro nello sviluppo rispetto alle altre articolazioni alla nascita. Questa transizione evolutiva si riflette nella formazione dell’ATM mediante tre distinte condensazioni mesenchimali (condiloide, temporale e discale) che cre- scono l’una verso l’altra durante lo sviluppo, rispetto al singolo blocco di me- senchima all’interno del quale si sviluppano le articolazioni cartilaginee prima- rie (Figura 3). La superficie articolare dell’ATM ha una fibrocartilagine che contiene sia fibre elastiche che collagene per fornire resilienza contro le forze occlusali ad alta pressione. L’ATM svolge un ruolo fondamentale nel facilitare la vasta gamma di movimenti mandibolari (nella masticazione, nella deglutizione, nella fonazio- ne e nella respirazione). Poiché il movimento di suzione iniziale si trasforma in movimento di masticazione, lo sviluppo dell’ATM è in continua evoluzione sia dopo la nascita che durante la crescita. 6.2 ORIGINE EMBRIONALE DELL’ATM A 8 settimane di gestazione, la maggior parte delle altre cavità articolari sono presenti nella loro forma iniziale; ma l’ATM si sviluppa più tardi, e in questo mo- mento ci sono solo le condensazioni embriologiche del condilo, dell’osso tem- porale e del disco articolare che sono visibili senza una struttura definita. Que- ste strutture sono derivati del primo arco faringeo. Gli archi faringei sono strutture accoppiate, derivati embriologici per la faringe e le strutture circostanti. Sono costituiti da mesoderma e da mesenchima della cresta neurale. Il mesoderma contribuisce allo sviluppo delle strutture musco- lari e alle arterie. Il mesenchima della cresta neurale tipicamente forma struttu- re ossee o cartilaginee. Lo sviluppo embriologico dell’ATM si definisce in: 1. fase blastemica, 2. fase cavitazionale 3. maturazione. 6.2.1 Fase Blastemica A partire dalla settima e ottava settimana di gestazione, si verifica lo stadio bla- stemico. Qui si formano i due blastemi mesenchimali che derivano da cellule 112 CAP. 6 Sviluppo e crescita dell'articolazione temporo-mandibolare della cresta neurale del primo arco branchiale, che fungerà da base per l’osso temporale e il condilo mandibolare. Il blastema della fossa glenoidea è derivato dalla capsula otica e subisce un’os- sificazione intra-membranosa. Esiste una fitta banda di mesenchima presente tra i due blastemi che inizia a compattarsi durante questo stadio e forma il futu- ro disco articolare. Il blastema condilare si sviluppa nella direzione del blastema temporale attraver- so la proliferazione cellulare che provoca la formazione dell’osso endocondrale che andrà a chiudere lo spazio fra loro. Anche il mesenchima intermedio subirà una compattazione, consentendo ai due blastemi di avvicinarsi ancora di più. 6.2.2 Fase cavitazionale In questa fase il mesenchima compattato tra i due blastemi si differenzia in più strati di tessuto fibroso che alla fine si divide in strati sinoviali superiori e inferio- ri di quello che sarà il disco articolare. Lo spazio articolare inferiore inizia a svi- lupparsi alla nona settimana mentre quello superiore inizia a svilupparsi all’un- dicesima. Il condilo forma una cartilagine secondaria a causa della formazione dell’osso endocondrale ricoperta da cellule fibrose piatte alla nona settimana. A questo punto, la biomeccanica muscolare buccale inizia a influenzare lo svi- luppo osseo e cartilaginoso nella fase di cavitazione. 6.2.3 Fase di maturazione La terza e ultima fase si estende dalla dodicesima settimana di gestazione fino alla nascita. Alla diciassettesima settimana, la capsula articolare diventa chiaramente visibi- le e la cartilagine diventa visibile già alla diciannovesima-ventesima settimana; un’ulteriore differenziazione dei tessuti cellulari e sinoviali avviene alla ventise- iesima settimana. Lo sviluppo della fossa glenoidea e del condilo durante que- sto stadio è influenzato dalla crescita vascolare circostante e dalle forze musco- lari. Questi fattori influenzano la struttura e la morfologia finale dell’ATM. Al- la nascita, l’ATM è relativamente meno sviluppata rispetto alle altre articolazio- ni sinoviali. 113  ORTOGNATODONZIA : principi di crescita e strategie diagnostiche 6.3 SVILUPPO DI STRUTTURE CIRCOSTANTI L’ATM si sviluppa di concerto con l’orecchio e la mandibola nell’ambito di un programma di sviluppo indipendente e coordinato, in cui le eventuali aberrazio- ni delle strutture circostanti possono avere un effetto diretto sull’ATM. Alla fine della fase di cavitazione, all’incirca alla decima-undicesima settimana di gestazione, la superficie superiore dell’ATM all’interno dell’osso temporale su- bisce un’ossificazione intra-membranosa, con la fossa mandibolare che cresce antero-medialmente dall’arcata zigomatica. Al contrario, il padiglione auricolare è creato da sei abbozzi embrionali che de- rivano dal primo e dal secondo arco faringeo, che circondano la prima fessura branchiale, che si trova tra il primo e il secondo arco branchiale. Il primo spazio branchiale contribuisce al canale uditivo esterno e allo strato la- terale della membrana timpanica. La mucosa dell’orecchio medio è derivata dal- la prima sacca faringea. La prima cresta neurale dell’arcata faringea contribuisce sia alla formazione del- la mandibola che alla formazione del martelletto, e pure ad una porzione dell’o- recchio medio. Questo processo inizia intorno alla terza settimana di gestazio- ne e raggiunge il completamento alla ventesima. Il complesso auricolare inizial- mente si sviluppa in senso caudale alla base del collo e si muove cranialmente durante lo sviluppo della mandibola per raggiungere la sua posizione definitiva la raggiunge alla trentaduesima settimana. Figura 2: Descrizione delle componenti anatomiche principali che costitui- scono l’articolazione temporo-mandibolare. 114 CAP. 6 Sviluppo e crescita dell'articolazione temporo-mandibolare La mandibola inizia lo sviluppo alla quarta settimana di gestazione con la for- mazione dello stomodeo, che è il precursore della cavità orale. Le cellule del- la cresta neurale craniale migrano dal proencefalo inferiore, dal mesencefalo e dai rombomeri 1 e 2 dal rombencefalo superiore. Queste cellule di cresta neurale derivate dal primo arco faringeo formano le pro- minenze mascellari accoppiate (localizzate superiormente allo stomodeo) e le prominenze mandibolari (localizzate inferiormente allo stomodeo). La cartilagine di Meckel si forma dal mesoderma della prominenza mandibo- lare del primo arco faringeo. L’estremità posteriore della cartilagine di Meckel si collega all’orecchio cranialmente e consente il suo contributo al martelletto e all’incudine, mentre l’estremità anteriore della cartilagine di Meckel si colle- ga al suo analogo controlaterale, tramite una banda mesodermica, alla sinfisi. Il segmento posteriore della cartilagine di Meckel tra il contributo otico e la lin- gula viene progressivamente sostituito da tessuto fibroso che alla fine forma il legamento sfeno-mandibolare (dalla spina dello sfenoide alla base della spina di Spyx, sulla faccia interna della branca ascendente della mandibola), mentre dal pericondrio si forma un legamento malleolo-mandibolare (Figura 3). Figura 3: Visione interna del ramo man- dibolare. Si apprezza la Spina di Spix sede d’inserzione del legamento sfeno- mandibolare). L’ossificazione del corpo della mandibo- la inizia con la formazione di osso mem- branoso lateralmente alla cartilagine di Meckel intorno alla biforcazione dei ra- mi del nervo alveolare inferiore alla sesta settimana di gestazione e si estende verso il forame mentoniero. I rami sono formati dall’ossificazione intra-membranosa del mesenchima del primo arco branchiale distinta dalla cartilagine di Meckel, che forma il forame mandibolare. La cartilagine di Meckel alla fine scompare. Esistono cartilagini se- condarie che compaiono durante lo sviluppo e svolgono anch’esse un ruolo im- portante nello sviluppo mandibolare. Queste cartilagini sono formate da ecto- mesenchima dalla cresta neurale in cui le cellule mesenchimali si differenziano 115  ORTOGNATODONZIA : principi di crescita e strategie diagnostiche in pre-condroblasti e poi in condrociti ipertrofici. La cartilagine condilare è la prima cartilagine secondaria a formare una massa conica alla dodicesima setti- mana, nel sito di quello che sarà il condilo, al di sotto della superficie articolare dell’osso temporale; progressivamente subisce un’ossificazione endocondrale alla quattordicesima settimana di gestazione che si completerà con la formazio- ne della testa e del collo condilare e la metà posteriore del ramo mandibolare. Il carico funzionale della superficie articolare lungo la superficie antero-superio- re del condilo differenzia le cellule mesenchimali e ispessisce la fibrocartilagine del disco, guidando la sostituzione dell’osso endocondrale. La crescita del con- dilo provoca lo spostamento della mandibola in una rotazione anterosuperiore, che sposta il mento anteriormente e inferiormente. Un’altra cartilagine se- condaria è rappresentata dalla cartilagine coronoide: agisce come modello per la creazione del processo coronoide e la metà anteriore del ramo al livello del forame inferiore dentale intorno alla sedicesima settimana di gestazione; tutta- via la sua presenza è transitoria: seguendo la formazione del coronoide, que- sta cartilagine secondaria viene assorbita dall’osso membranoso. La cartilagine sinfisaria si forma a metà tra le due estremità della cartilagine di Meckel per poi degenerare all’età di due anni. 6.4 SVILUPPO POST NATALE La mandibola è una struttura molto piccola alla nascita e l’arco è più ottuso ri- spetto all’arcata adulta che è più angolare. L’ATM è anche più libera alla nascita con una fossa mandibolare relativamente piatta. Il tessuto connettivo fibroso si trasforma, nel tempo in fibrocartilagine; la fossa mandibolare, spinta dai musco- li circostanti e dalle forze di carico, si approfondisce lungo un vettore rettilineo. Questo approfondimento, normalmente, non causa uno spostamento mandi- bolare anche se in alcuni casi può avvenire una retrusione mandibolare. Ci so- no 2 picchi di crescita, tra 5 e 10 anni e tra 10 e 15 anni. La cartilagine condila- re secondaria è considerata un importante sito di crescita dell’ATM ed è anche il centro di maggiore crescita dello scheletro craniofacciale. Al momento della nascita, la maggior parte della cartilagine condilare viene so- stituita dall’osso mediante ossificazione endocondrale mentre la rimanente por- zione superiore persiste fino all’età adulta. Sia lo spessore che la vascolarizzazio- ne della cartilagine condilare diminuiscono con l’età. Inoltre, mentre la mandi- bola si estende verso il basso e in avanti durante lo sviluppo, la cartilagine con- dilare consente al condilo di mantenere la sua relazione con l’osso temporale. L’osso mandibolare ha una capacità di crescita multidirezionale, permetten- do così molteplici traiettorie di crescita sia superiormente che posteriormente: 116 CAP. 6 Sviluppo e crescita dell'articolazione temporo-mandibolare a. Il ramo si sviluppa in una direzione posteriore e laterale a fianco della ba- se cranica espansa lateralmente. b. Il processo coronoide cresce superiormente e buccalmente. c. I condili crescono posteriormente, superiormente e lateralmente. Come è stato già sottolineato, alla nascita, l’angolo della mandibola è ottuso, il ramo è piccolo rispetto al corpo e il processo coronoide è relativamente gran- de. Entro i primi 3 anni di vita, vi è una rapida crescita laterale attraverso l’ossi- ficazione sinfisaria e la crescita dei condili sia in direzione posteriore che supe- riore, consentendo un aumento dell’altezza del ramo. L’eminenza articolare ha una lieve pendenza alla nascita e la sua forma definiti- va è completamente funzionalmente derivata dalla forza creata dai muscoli del- la masticazione e dei denti. A 3 anni di età, queste forze costruiranno l’eminenza articolare a circa metà della sua forma adulta che viene raggiunta quasi per intero a 12 anni di età. Dopo i 3 anni, vi è un ampio rimodellamento osseo lungo tutta la superficie mandibolare. I meccanismi alla base di questi processi sono ancora dibattuti e si conoscono solo in parte, ma potrebbe essere determinato dai centri di crescita primari all’interno della mandibola insieme con una interazione delle forze meccaniche circostanti. Alcuni studi suggeriscono che le forze biomeccaniche abbiano un ruolo deter- minante sia nella determinazione morfologica che nella stimolazione della de- posizione ossea. Lo schema generale di apposizione e rimodellamento prevede: a. l’apposizione ossea lungo condilo, processo coronoide, processo alveo- lare, il bordo posteriore del ramo mandibolare e la superficie vestibolare / labiale della mandibola; b. il riassorbimento osseo tende a verificarsi lungo il margine anteriore del ramo e generalmente lungo la superficie linguale della mandibola. Il ramo posteriore subisce una crescita di tipo apposizionale che consente un ul- teriore allungamento del corpo della mandibola. In relazione all’ATM, vi è il riassorbimento periostale e la deposizione endosta- le sul collo condiloide e sul ramo ascendente che conferisce alla mandibola un angolo più acuto. A 5-6 anni di età, il corpo della mandibola e del ramo inizia- no a crescere in maniera proporzionale con le ossa del massiccio facciale, nel primo picco di crescita mandibolare. In generale, la lunghezza mandibolare presenta la maggior crescita seguita dall’altezza del ramo e dalla lunghezza del corpo. In termini di dimensioni, la larghezza mandibolare verrà impostata nel- la prima adolescenza. La lunghezza mandibolare è finalizzata prima nelle fem- mine, 2 o 3 anni dopo il ciclo mestruale e 4 anni dopo la maturità sessuale nei maschi. L’altezza mandibolare si completa in tarda adolescenza nelle femmine, mentre soltanto dopo i venti anni nei maschi. La morfologia finale del coronoi- de è modellata dall’attività muscolare temporale. 117  ORTOGNATODONZIA : principi di crescita e strategie diagnostiche 6.5 ALTERAZIONI DELLO SVILUPPO ED IMPLICAZIONI CLINICHE Le aberrazioni nello sviluppo dell’ATM possono essere congenite o acquisite. Durante il periodo prenatale, il periodo critico va dalle 7 alle 11 settimane. Le cellule della cresta neurale craniale derivano dall’ectoderma neurale e forma- no l’osso e la cartilagine che a loro volta creano l’impalcatura su cui è costruita la regione craniofacciale. Pertanto, i difetti associati all’ATM sono tipicamente attribuiti a un problema di migrazione, crescita o aumento della apoptosi delle cellule della cresta neurale e dell’ectoderma sovrastante. Queste malformazioni sono tipicamente classificate in (Figura 4): -- ipoplasia / aplasia, -- iperplasia -- bifidità (rara). Figura 4: a) ipoplasia, b) aplasia, c) iperplasia. Tutte le condizioni generano di fatto una alterazione della crescita simmetrica della mandibola generando una laterognazia strutturale. Nell’aplasia condilare, c’è un completo fallimento dello sviluppo del condilo. L’i- poplasia condilare, una forma meno grave di aplasia condilare, può essere asso- ciata sia alla sindrome Goldenhar che alla microsomia emifacciale. Le anorma- lità nella crescita condilare possono essere o congenite o acquisite. La manife- stazione tipica include una mandibola di ridotte dimensioni con occlusione di classe II con laterodeviazione sul lato condilare normale. 118 CAP. 6 Sviluppo e crescita dell'articolazione temporo-mandibolare Per quanto riguarda, invece, l’iperplasia condilare, una dimensione sovradimen- sionata del condilo alla deviazione mandibolare verso il lato non affetto con mor- so aperto sul lato colpito. L’iperplasia condilare non è immediatamente eviden- te alla nascita, ma può svilupparsi negli anni. Un condilo bifido è in genere un reperto casuale che di solito è asintomatico. Appare come una divisione della testa condilare anteroposteriore o mediolate- rale, ma la patogenesi di questa è sconosciuta. Malformazioni acquisite dell’ATM possono verificarsi in seguito a traumi o ma- lattie sistemiche con associati disturbi della crescita, come l’artrite idiopatica gio- vanile. Per quanto riguarda i traumi mandibolari, in età pediatrica, l’incidenza di un coinvolgimento condilare varia dal 36% al 50%; possono verificarsi sia frat- ture intracapsulari che extracapsulari, ma esiste un potenziale rimodellamento della porzione condilare che è in grado di compensare questi cambiamenti du- rante la crescita (Figura 5). Figura 5: Frattura extra capsulare del condilo in paziente in crescita. 6.6 CONSIDERAZIONI FINALI L’ATM svolge un ruolo fondamentale nel tratto aero-digestivo e colpisce la cavità orale e l’orofaringe. Pertanto, vi sono molteplici contributi funzionali e struttu- rali dell’ATM ai pazienti che devono essere presi in considerazione per determi- nare la corretta cura e gestione delle malformazioni dell’ATM. Questi contributi alla salute del paziente possono includere ostruzione delle vie aeree, disfunzio- ne masticatoria, apnea del sonno, impedimento della parola, perdita dell’udi- to e perdita del contorno facciale inferiore. È importante comprendere la com- plessa interazione tra queste funzioni, specialmente nei pazienti sindromici che presentano malformazioni dell’ATM, come nella microsomia emifacciale. Nei pazienti non sindromici che hanno patologia dell’ATM isolata, è importante ri- conoscere l’interfaccia con le funzioni della cavità orale compresa la mastica- zione e la parola. 119  ORTOGNATODONZIA : principi di crescita e strategie diagnostiche BIBLIOGRAFIA 1. Reddy, M.B., et al., Temporo-mandibular joint pain dysfunction syndrome--va- lue of occlusal rehabilitation. J Indian Dent Assoc, 1979. 51(8): p. 239-43. 2. Hall, B.K., Differentiation of cartilage and bone from common germinal cells. II. Inhibition of chondrogenesis induced by -aminoproprionitrile. Calcif Tissue Res, 1972. 8(4): p. 276-86. 3. Hall, B.K., Immobilization and cartilage transformation into bone in the em- bryonic chick. Anat Rec, 1972. 173(4): p. 391-403. 4. 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