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在胎儿12周时，出现最初的关节腔。先出现的是关节下腔，即在软骨性髁突上方出现小裂隙。第13周时出现平行于第一个裂隙的关节上腔裂隙。这2个裂隙以后形成滑膜腔，围绕髁头。出现裂隙的机制不清，可能是由于细胞凋亡。以后颞骨的一部分发育成关节盘。随着骨的不断形成，一些小块的颞骨形成了关节窝。
颞下颌关节的基本结构建立后，主要的变化是髁状突和关节窝的进一步分化生长。关节表面不断有新的软骨形成，其深层不断发生软骨内骨化。组织学上可见髁状突由表面至深部有以下几层：
1.表面的分化带（软骨骨膜）不断分化出新的软骨细胞；
2.可见核分裂的增殖带；
3.成熟带，此区软骨细胞体积增大，分化成熟；
4.成熟带的深层足肥大带；
5.钙化带和软骨内骨化带。
软骨的增生和骨化使髁状突及髁状突颈部增大，胎儿22周时关节窝上前壁骨量增加，至16周时颞下颌关节开始发挥功能。胚胎后期颞下颌关节的形态和体积的变化与咀嚼肌的分化和功能有关。在软骨形成较快时，自髁状突软骨膜起向软骨区出现结缔组织裂隙，并带有血管与软骨区接触。胎儿第8～9个月时，髁状突软骨内骨化的速度快于表面软骨形成的速度，因此表面的软骨帽变薄。所有的结缔组织裂隙消失。新生儿颞下颌关节的颞骨部分仍较平坦，经过若十年的发育，才具有成人颞下颌关节的特征。
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