隐形矫治技术的临床应用现状

武红梅, 王志兴

综 述

隐形矫治技术的临床应用现状

武红梅, 王志兴

隐形矫治技术； 生物力学； 滞后效应

临床上，口腔正畸对于牙列不齐的患者大多采用唇侧固定矫治器进行矫治，在一定程度上影响其美观和社交，因此，很多成人患者不接受正畸。随着计算机技术的发展，以及口腔正畸领域内三维重建技术与工程制造技术应用的深入，新的隐形矫治技术实现了对牙齿移动设计和移动状态的三维可视化，通过一系列透明无托槽矫治器，达到预期的正畸治疗目标。相对于传统的固定矫治器，隐形矫治器因其具有隐形、美观、舒适的特点，深受成年患者的青睐。近年来，无托槽隐形矫治器发展迅速，矫治范围不断拓展，但也存在一定的临床局限性。笔者就隐形矫治技术的临床应用及相对于固定矫治器的治疗特点综述如下。

1 矫治原理

隐形矫治器的雏形是牙齿正位器。1945年，N Kesling提出了正位器，以此作为正畸结束时去除带环后最后阶段的精细调整方法。正位器是在基本的正畸治疗结束后，于理想的蜡型上制作的柔软的橡胶矫治器，这种正位器的临床优势在于它能够调整牙位于理想的位置上，并保持前期传统固定矫治器基本矫治获得的整齐牙列。正位器可使牙齿小距离的移动。N Kesling曾预言，较大距离的牙齿移动，也可以通过一系列依照矫治进程序列制作的正位器来完成。1999年，美国ALIGN公司让N Kesling的设想变成现实，该公司依靠计算机辅助设计和计算机辅助制作(CAD-CAM)技术，结合实验室技术来制作一系列隐形的矫治器(invisalign)，实现0.25～0.30 mm小范围的牙齿移动[1]。我国具有自主知识产权的无托槽隐形矫治系统，于2003 年由首都医科大学口腔医学院与清华大学机械工程系和北京时代天使生物科技有限公司共同研制成功。

隐形矫治器是序列连续的矫治装置，每副矫治器在2 周内，移动牙齿0.25～0.33 mm。通过不断地小范围牙移动，达到牙齿矫治目的。必要时，通过牙齿上粘接附件，实现牙齿的旋转、压入、伸长和控根移动[2]。

2 生物力学

相对于固定正畸技术，隐形矫治技术在力学方面的显著特点是加力方式不同。矫治力的产生不是弓丝、螺簧或橡皮圈的形变，而是矫治器材料的弹性形变，施力作用部分由托槽的小面积接触变为临床牙冠表面的大面积接触。隐形矫治技术中的矫治载荷，依靠预置在矫治器中的一定形变表达，而这个形变的大小，就是在三维数字模型上设计的牙齿位移量[3]。隐形矫治是通过弹性膜片的弹性改变来施力，弹性膜片的弹性模量不同，力作用的方式就会不同。张宁等[4]通过测量并比较不同厚度的热压膜材料在不同处理方式下的拉伸力学性能，发现Biolon 110 mm 膜片的弹性模量和最大应力最大， Biolon 015 mm 膜片最小。膜片厚度越厚，材料的弹性模量和最大应力越大。

国内学者采用有限元建模的方法，探讨隐形矫治技术中牙齿移动的生物力学机制。白玉兴等[5]通过三维有限元建模,认为使用无托槽隐形矫治技术时，牙根各处的应力值均小于固定矫治技术，且分布更均衡。两者旋转中心均位于根中1/3与根尖1/3交界附近，但是使用无托槽隐形矫治技术时，旋转中心更接近根尖，牙齿更接近整体移动。在临床应用中，特别是对牙周病患者的正畸治疗，可以更有效地保护牙周健康。窦宁等[6]的研究得出了相似的结果，颊舌双侧分布式的加载，使得牙齿的受力更加均衡。而唐娜等[7]研究结果则不同，在无托槽矫治器作用下，牙周组织瞬时应力约为固定矫治加载时的数十倍至数百倍，拟平移的尖牙表现为倾斜移动趋势，隐形矫治加载方式下牙体-牙周的瞬时应力值，远高于固定矫治，差异最显著时，相差近千倍。

与固定矫治技术相比，隐形矫治器与牙齿复杂的接触方式产生了多力偶系统，使得矫治力的测量成为一种挑战。任超超等[8]制造完成的应力传感器芯片，为精确测量隐形矫治过程中牙齿的局部应力提供了方法。目前，正畸医师以及隐形矫治器设计生产者还不能对隐形矫治器的作用力系有直观和量化的判断和控制，关于隐形矫治的生物力学和效果还需进一步研究。

3 临床应用

Joffe[2]认为，对于如下错牙合畸形，隐形矫治技术是最成功的。包括轻度不齐的错牙合畸形(1.00～5.00 mm的拥挤或间隙)、深覆牙合(例如安氏Ⅱ2覆牙合可以通过切牙的压低或外展减小)、非骨性牙弓狭窄(通过有限的牙齿倾斜来扩弓)以及固定矫治后的轻度复发。目前，关于隐形矫治技术的临床应用研究在不断丰富中，初步应用研究表明[9-14]，对于以下9种情况，无托槽隐形矫治技术可以获得具有良好预测性的治疗效果：①对于矫治器美观性和隐蔽性有较高要求的患者；②牙列轻度拥挤的患者；③牙周状况不良或对龋齿有易感性的患者；④需要修复治疗的患者；⑤短根牙或对牙根吸收具有易感性的患者；⑥覆牙合较浅或轻度开牙合的患者；⑦有重度牙齿磨耗的患者；⑧口内已有多个修复体的患者；⑨轻度反牙合的患者。

随着该技术应用的日益广泛, 以及临床及基础研究的不断深入, 其适应证的范围也在不断扩展。无托槽隐形矫治技术可以在支抗损失轻微的情况下，有效地远中移动上颌磨牙[15]。目前的文献报道应用隐形矫治技术通过拔牙成功矫治双颌前突、重度拥挤等疑难病例[16]， 其拔牙模式有拔除单颗下切牙、单颗前磨牙、两颗前磨牙、四颗前磨牙。无托槽隐形矫治技术能否成功地进行拔牙矫治，必须充分考虑如何在关闭拔牙间隙时，对牙齿移动的方向和支抗进行合理有效的控制，必要时可以考虑采用种植钉、口外弓等辅助装置来增强支抗[17]。有学者更倾向于先固定矫治关闭间隙来保证牙根直立，再隐形矫治排齐调整[18]。正畸医师可根据自己的正畸技术水平和隐形矫治经验,单独使用或与其他矫治技术联合使用无托槽隐形矫治技术。

4 临床优势

基于隐形矫治技术的技术原理和特点，隐形矫治技术在临床上的优势显而易见，包括美观舒适、安全可靠、优先的口腔护理、节省复诊和椅旁时间。比较隐形矫治器和固定矫治器安放初期的反应发现，隐形矫治器较固定矫治器疼痛强度低，刺激性小[19]。一项前瞻性研究比较成年患者安放不同矫治器(唇侧矫治器、舌侧矫治器、隐形矫治器)后疼痛恢复情况及口腔功能情况,发现使用舌侧矫治器常伴有较严重的疼痛，对口腔功能影响较大，且疼痛恢复时间最长。隐形矫治患者主诉在戴入矫治器的第1天相对较明显的疼痛，然而相对于唇侧矫治器表现较低水平的功能丧失[20]。

5 临床局限性

无托槽隐形矫治技术在提供明显优势的同时，其发展却受到局限性的影响[21]。据美国ALIGN公司报道，为了获得治疗前的矫治目标，有20%～30%的使用隐形矫治的患者，要求治疗中修订治疗方案，然而许多正畸医师报道，他们治疗的隐形矫治患者中，有70%～80%患者要求治疗中修订治疗方案或在治疗结束前转换成固定矫治器。

Djeu等[22]回顾性研究了隐形矫治和传统固定矫治的矫治效果，根据美国ABO的客观评分系统，隐形矫治在纠正后牙转矩、咬牙合接触、前后牙合关系及覆盖方面的评分明显较低。Phan和Ling[23]认为，在医师的参与性、患者的依从性、拔牙矫治、前牙开牙合、深覆牙合、牙合接触、后牙压入、牙齿倾斜移动方式、颌间装置和矫治疗程等方面，隐形矫治技术存在不足。

5.1 牙齿移动的滞后效应 研究表明，戴用无托槽隐形矫治器后的牙齿移动，常常不能达到预先设计的结果，表现为牙齿移动跟不上矫治器的形态改变，即设计的力值不能完全传递到被移动的牙齿上。Kravitz 等[24]的前瞻性临床研究发现，隐形矫治器牙齿移动目标的完成率平均为41%，扩弓、缩弓、压人、伸长、近远中倾斜及扭转等牙齿移动中，准确度最高的是舌向缩弓(47.1%)， 最低的是伸长移动(29.6%)，其次是下尖牙的近中倾斜移动(26.9%)，除上侧切牙外，尖牙旋转移动的精确度显著低于其他牙。牙冠舌向倾斜较唇向倾斜的准确度高，尤其是上切牙。

隐形矫治在远中移动磨牙的矫治中，同样表现了牙齿移动的滞后性，磨牙的预期移位表达率平均为85.5%，这与该矫治器的固位方式及矫治器的材料有关。该矫治器选用热塑性材料制作，具有一定的弹性，刚性较金属材料弱[15]。

国外学者报道了应用隐形矫治器成功地矫治部分严重前牙拥挤的病例。解除上前牙拥挤主要通过邻面片切，解除下前牙拥挤主要通过下前牙片切联合下前牙的唇倾来扩大前牙弓的长度，最终获得的牙齿移动与预期的牙移动，在上下前牙牙弓长度、尖牙间宽度、覆盖、牙列中性方面基本上一致，但覆牙合的偏差有统计学意义[25]。

5.2 覆牙合的矫治 无托槽隐形矫治对深覆牙合的疗效一直存在争议。一项回顾性研究发现，无托槽隐形矫治技术不能有效改善深覆牙合，PAR指数低于40%[14]。Joffe曾指出，只有当深覆牙合的矫治可以通过切牙的压低、唇展打开咬牙合时，隐形矫治技术才能成功矫治深覆牙合问题[7]。目前，利用该矫治器进行后牙伸长困难，因此，应用隐形矫治技术在垂直方向的矫治很难实现，为达到预期的治疗目标，垂直向的矫枉过正是有用的[26]。

5.3 精确的牙移动及咬牙合调整 无托槽矫治器作用下，牙周瞬时应力很大，矫治器在正畸牙近远中移动过程中的三维控制能力有限，拟近远中向平移的尖牙表现为倾斜移动趋势[6]。隐形矫治器作为一种可摘的活动矫治，很难实现牙齿三维方向的准确控制，由于缺乏牙弓间的作用机制，导致了上下咬牙合关系调整的局限性。Clements等[27]用类似的隐形矫治器调整咬牙合，结果成功率很低，部分患者在矫治后，咬牙合关系更差。Djeu等[22]发现，在矫治冠舌向倾斜、咬牙合接触、咬牙合关系及覆盖方面，固定矫治器优于隐形矫治器。在使用隐形矫治器的患者中，只有20.9%矫治效果符合预定的矫治目标，而固定矫治患者的符合率为47%。一项比较隐形矫治器与三代自锁矫治技术的研究显示，隐形矫治器通过扭正旋转错位和整平牙弓来实现排齐牙列，由于缺乏对牙的精确控制，隐形矫治容易出现牙冠倾斜，但不能实现牙根倾斜[28]。

5.4 稳定性 目前，隐形矫治器对牙齿移动的三维控制效果，很难赶上传统的固定矫治技术，Kuncio等[29]采用ABO客观评分系统比较了用隐形矫治和tip-edge传统固定矫治的患者保持后牙列的变化，发现用隐形矫治有较高的复发率，尤其在上前牙区，原因在于隐形矫治控根效果不佳。

接受单纯隐形矫治的患者，其保持期牙弓稳定性较差，复发率高，这可能与较频繁地更换矫治器(2周1次)产生的间断性作用力有关[30]。而对于经隐形矫治或者联合矫治的拔牙患者，尚无远期疗效的对比研究，还需进一步深入地探讨[18]。

5.5 疗程 无托槽隐形矫治器是经计算机辅助设计的一系列有严格次序的活动矫治器，需要按照既定方案逐个移动目标牙齿，所以，严格精确的设计治疗方案尤其重要。隐形矫治器与三代自锁矫治技术相比，矫治疗程上无显著性差异，且隐形矫治器最终的矫治效果并不理想。隐形矫治器要想达到理想效果，特别重要的一点是正畸临床医师能够熟练使用隐形矫治器设计及制作公司(美国ALIGN)的临床检查程序(ClinCheck),允许医师在隐形矫治器制作之前，接受或修改牙移动的治疗计划[28]。如果在治疗中途需要修正治疗方案，则整个疗程会大大延长。

目前,无托槽隐形矫治技术只是对固定矫治技术的一种补充。

综上所述，正如任何事物都有其两面性一样，无托槽隐形矫治技术的应用，也存在优势和不足。目前尚没有大量的关于隐形矫治的临床对照试验，已经发表的资料，主要是病例报告、材料研究、调查报告和描述性的文章。相信未来随着相关材料、技术和临床应用的不断深入，以及大量临床随机对照试验的不断研究，无托槽矫治技术将得到更多、更广泛的应用。

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2013-09-15)

300450 天津，天津市第五中心医院 口腔科

武红梅(1971-)，女，山西人，副主任医师，硕士.

10.3969/j.issn.1673-7040.2014.02.017