骨皮质切开术对比格犬前磨牙压入移动影响的三维形态学研究

喻凤　邓锋　张翼　朱亚玲　张向凤　张赫　王华桥.重庆医科大学附属口腔医院正畸科 口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室重庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验室，重庆 4047；.云南省第二人民医院正畸科，昆明 6500



骨皮质切开术对比格犬前磨牙压入移动影响的三维形态学研究

喻凤1邓锋1张翼1朱亚玲2张向凤1张赫1王华桥1
1.重庆医科大学附属口腔医院正畸科 口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室重庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验室，重庆 401147；2.云南省第二人民医院正畸科，昆明 650021

[摘要]目的评估骨皮质切开术辅助前磨牙压低的加速效应和牙根、牙槽骨改建情况。方法8只比格犬的下颌骨两侧随机分为实验侧、对照侧，实验侧用骨皮质切开术和微种植体支抗（MIA）压低第三前磨牙（P3）和第四前磨牙（P4），对照侧用MIA压低P3和P4。在术前和加力后2、4、8、12周分别拍摄锥形束CT，分析P3、P4的压低量、根分叉和根尖区的牙根吸收量以及周围牙槽骨高度降低量。结果实验侧牙齿的压低量明显大于对照侧（P<0.05）；实验侧和对照侧牙齿根分叉、根尖区的牙根均出现吸收，加力后12周实验侧根尖区牙根吸收小于对照侧（P<0.05）；牙槽骨高度随着加力时间的延长而降低，加力后8、12周时，对照侧牙槽骨高度降低量明显小于实验侧（P<0.05）。结论骨皮质切开术能加速磨牙的压低，同时能减少压低过程中的牙根吸收。

[关键词]微种植体支抗； 骨皮质切开术； 压入移动； 牙根吸收

Support by: Yubei District of Chongqing, Science and Technology Commission Fund [Yubei Finance and Education (2011) No.31];Chongqing Municipal Health Bureau Fund (2012-2-131, 2013-2-069).Correspondence: Wang Huaqiao, E-mail: muscle_tina@163.com.

磨牙的压入移动是正畸治疗中常见的牙移动方式，同时也是最难实现的牙移动方式之一[1]。微种植体支抗（mini-screw implant anchorage，MIA）以操作简单、舒适度高、力量可控等优势为正畸医生提供了新方法，越来越多的正畸医生倾向于选择采用MIA压低磨牙[2-3]。与其他移动方式相比，压低磨牙更易导致磨牙出现根分叉及根尖区的牙根吸收；同时由于压低磨牙耗时较长，出现龋齿、牙周病的风险更高[4-5]。由此可见，缩短磨牙压入的时间可以降低上述风险，具有重要的临床意义。

有学者[6]通过系统性评价分析低强度激光疗法、脉冲电磁场、电流、骨皮质切开术等辅助正畸牙移动方法的效果，指出骨皮质切开术辅助正畸治疗较之其他方法更安全并且能明显加速正畸牙移动。目前，骨皮质切开术辅助正畸牙移动的研究主要集中于临床病例的效果评价，基础研究证据尚不充足，特别是在牙垂直向移动方面，相关研究较为匮乏。本研究对MIA联合骨皮质切开术辅助磨牙压低进行动物实验研究，采用锥形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）结合三维图像测量软件探讨骨皮质切开术对比格犬前磨牙压低的速度和牙根及牙槽骨改建的影响，以期为临床正畸医师提供参考。

1　材料和方法

1.1实验动物与分组

因犬的下颌第三前磨牙（P3）、第四前磨牙（P4）为双根，与人类的磨牙解剖结构相似，故本实验选择8只成年雄性比格犬（犬龄12～14个月，体质量12～15 kg）随机分为4组，分别为2、4、8、12周组；下颌左右侧随机分为实验侧、对照侧。实验侧用骨皮质切开术和MIA压低P3、P4，对照侧用MIA压低P3、P4。实验环境和技术均由口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室支持，并获得重庆医科大学伦理道德委员会支持。

1.2主要试剂和材料

KaVo 3D eXam（KaVo Sybron公司，德国；120 kV，5 mA），钛合金自攻型正畸用微种植体（宁波慈北医疗器械有限公司），NiTi 拉簧（有研亿金材料股份有限公司），外科微动力系统（Aesculap AG公司，德国）。

1.3实验方法

1.3.1MIA联合骨皮质切开术辅助磨牙压入的动物模型建立戊巴比妥钠肌肉注射麻醉实验动物后，硅橡胶印模材料取实验犬下颌双侧包含P3、P4的印模，灌制超硬石膏模型，制作加力金属连冠。同时，P3与P4间根尖下方的颊舌侧各植入1颗加力钉。

MIA植入1周后，实验侧行骨皮质切开术：翻开实验区黏骨膜瓣，采用外科微动力系统做切口，切口包括P3近中、P4远中的垂直切口及其根尖下方的水平切口，水平切口位于P3、P4根尖下方约2.5～3 mm处（图1上）；然后用玻璃离子水门汀粘接加力装置，用拉簧加力压低P3、P4。用测力计测量颊舌侧加力值，要求每侧加力0.98 N（图1下），每2周重新加力。

图1　骨皮质切开术的切口和加力过程Fig 1　The cuts of corticotomy and the process of tooth intrusion

1.3.2CBCT的拍摄及相关测量术前和加力后2、4、8、12周分别拍摄CBCT，每次拍摄由同一放射医生在相同扫描参数下操作。数据以DICOM格式输出并保存，导入INVIVO 5.0软件中测量分析，分别选取P3和P4所对应的与牙长轴平行的截面作为测量平面。测量参考平面见图2：下颌骨下缘MB；牙冠近远中连线CD-CM，即牙冠近、远中釉牙骨质界的连线。

本研究所用的测量指标如图2所示。1）CT-MB：牙尖与下颌骨下缘的距离，即牙尖点与根分叉点延长线与MB相交的距离，其前后差值为牙齿压低量；2）MRL：近中牙根长度，即近中根尖点沿近中牙根长轴的方向并延长至CD-CM的距离，其前后差值为近中牙根吸收量；3）DRL：远中牙根长度，前后差值为远中牙根吸收量，以近中和远中牙根吸收量的平均值作为该牙根尖区的牙根吸收量；4）CT-RF：牙尖与根分叉间的距离，前后差值为根分叉区牙根吸收量；5）MAH：近中牙槽骨高度，即牙齿近中牙槽嵴与MB的距离，该距离的连线平行于牙长轴，前后差值为近中牙槽骨高度降低量；6）DAH：远中牙槽骨高度，前后差值为远中牙槽骨高度降低量，以近中和远中牙槽骨高度降低量的平均值作为该牙的牙槽骨高度降低量。

图2　测量参考平面及测量指标Fig 2　Reference planes and measurement index

每次测量均由同一人测量，每个指标测量3次，所得平均值作为该测量指标的值，同侧每个指标P3 和P4的平均值作为该侧、该指标的实际值。

1.4统计学分析

采用SPSS 20.0统计学软件进行统计分析，实验侧与对照侧的各项测量指标的差异采用配对t检验，计量资料用均数±标准差表示。各项指标随不同时间点的变化采用析因设计的方差分析。检验水准为双侧α=0.05 。

2　结果

2.1牙齿压低量

实验侧和对照侧的牙齿压低量见表1，两侧牙齿均被明显压低。第2周时，两组间的牙压低量没有统计学差异（P>0.05）；4、8、12周时实验侧压低距离明显大于对照侧（P<0.05），约为对照侧的2倍。P3、P4压低前及压低12周后的CBCT矢状向截图对比见图3。

表1　牙齿压低量的对比分析Tab 1　Analysis of the distance of tooth intrusion　mm

图3　实验侧和对照侧术前及加力12周后的CBCT影像对比Fig 3　The contrast of CBCT image between the experimental side and control side at pre-operation and after 12 weeks of force application

2.2根分叉和根尖区的牙根吸收量

根分叉区的牙根吸收量见图4。

图4　实验侧和对照侧根分叉区的牙根吸收量的对比分析Fig 4　The comparison of root resorption of furcation between expe-rimental and control sides

实验侧和对照侧均出现根分叉区的牙根吸收，但是两侧差异无统计学意义（P>0.05），且根分叉区的牙根吸收量与加力时间也无明显关系（P>0.05）。

实验侧和对照侧根尖区的牙根吸收情况见图5：两侧均出现根尖区的牙根吸收，且牙根吸收量随着加力时间的延长而增加，差异有统计学意义（P<0.05）。实验侧和对照侧牙根吸收量均在加力后12周达到最大，对照侧牙根吸收量为（0.47±0.06） mm，实验侧为（0.34±0.09） mm，两侧吸收量的差异有统计学意义（P<0.05）。

2.3牙槽骨高度降低量

实验侧和对照侧牙槽骨高度降低量见图6：两侧均出现牙槽骨高度降低，且降低量随着加力时间的延长而增加，差异有统计学意义（P<0.05）。在加力后8周和12周时，实验侧和对照侧的牙槽骨降低量的差异有统计学意义（P<0.05），对照侧牙槽骨降低量小于实验侧；加力后2、4周，实验侧和对照侧牙槽骨降低量的差异无统计学意义（P>0.05）。

图5　实验侧和对照侧根尖区的牙根吸收量的对比分析Fig 5　The comparison of root resorption of apex between experi-mental and control sides

图6　实验侧和对照侧牙槽骨高度随时间的变化Fig 6　The changes of alveolar bone height in experimental and con-trol side along with time

3　讨论

1983年，Frost[7]把“局部加速现象（regional acceleratory phenomenon，RAP）”引入临床。RAP指的是外伤及手术创伤后骨组织内的间充质细胞、毛细血管等将启动相应的细胞调节机制，激活破骨细胞和成骨细胞，从而加速骨改建。Frost发现骨皮质切开术的切口影响局部组织愈合，可以加速牙槽骨的改建，从而加速正畸牙的移动。Baloul等[8]发现，局部骨量的减少和骨矿量的降低是牙齿快速移动的关键。在牙移动早期同时出现的活跃骨吸收和骨形成，是骨皮质切开术加速正畸牙移动的基础。本研究结果显示，骨皮质切开侧和对照侧的P3、P4均被有效地压低，加力后4、8、12周实验侧压低量大于对照侧。提示骨皮质切开术能够加速比格犬的压入移动，与其他研究的结果相符[9-11]。

磨牙的压低更易引起根分叉和根尖区牙根吸收，减小牙根的长度。牙根的吸收与加力大小有关。有学者[12]在比格犬实验中发现，使用0.49～1.96 N的持续轻力导致牙根吸收的程度基本相同，因此本研究选取的压低力量为每颗牙各0.98 N，属于轻力。实验侧和对照侧中，根分叉区的牙根吸收量没有统计学差异；但是根尖区的牙根吸收量随着时间的延长而增加，第12周时对照侧牙根吸收量最大为（0.47± 0.06） mm，这与Carrillo等[13]的研究一致，而大于Daimaruya等[5]的研究结果。Daimaruya等[5]的加力方式仅在颊侧，在压入移动过程中可能出现倾斜移动，因该研究也是测量前后牙根长度得出牙根吸收量，因此得出的牙根吸收量可能会小于实际牙根吸收量。

本研究在12周时，对照侧牙根吸收量明显大于实验侧。骨皮质切开术减少牙根吸收的原因，可能是因为骨皮质切开术后，牙根表面的应力分布产生变化，较非切开侧牙根应力分布更均匀[14]；或者可能是骨皮质切开术后，机体的防御修复反应增强，引起更活跃的牙根、牙周组织改建所致[15]。该现象尚需进一步的组织学及生物力学研究证实。

实验侧牙齿周围牙槽骨的高度降低少于牙的压低量，而对照侧牙槽骨的降低量与牙齿的压入量几乎一致。造成该现象的原因可能是因为骨皮质切开术在加速牙齿移动的同时维持了牙齿周围的骨量[16]，这提示正畸医生可以应用骨皮质切开术保护骨量；也有可能是由于牙移动速度太快，牙周围的牙槽嵴吸收没有跟上牙移动，因此需要在后续研究中，拆除加力装置稳定一段时间后再拍摄CBCT进一步观察。本实验没有测量牙龈的移动量，生物学宽度是否适用于正畸治疗中尚没法验证。Erkan等[17]报道，牙压入移动过程中，牙龈向着牙移动的方向移动，龈缘降低为牙压低量的79%。本实验中对照侧的牙槽骨降低量与牙压低量相似，比Erkan等[17]的研究中的龈缘降低量大，有可能是因为压低过程中牙龈有堆积所致。

本研究结果发现，骨皮质切开术可以加快磨牙的压低速度，缩短正畸治疗时间，骨皮质切开术辅助磨牙压低可能在一定程度上减少了牙根吸收，对维持牙齿周围骨量有一定的积极作用。本研究是采用CBCT进行测量，虽然其精度较高[18]，但CBCT观察牙根、牙槽骨的改建较局限，仍需进一步通过组织学研究进行验证。

[参考文献]

[1]Park YC, Lee SY, Kim DH, et al.Intrusion of posterior teeth using mini-screw implants[J].Am J Orthod Dentofacial Or-thop, 2003, 123(6):690-694.

[2]Sherwood KH, Burch J, Thompson W.Intrusion of supererupted molars with titanium miniplate anchorage[J].Angle Orthod, 2003, 73(5):597-601.

[3]Kravitz ND, Kusnoto B, Tsay PT, et al.Intrusion of overerupted upper first molar using two orthodontic miniscrews.A case report[J].Angle Orthod, 2007, 77(5):915-922.

[4]Ohmae M, Saito S, Morohashi T, et al.A clinical and histological evaluation of titanium mini-implants as anchors for orthodontic intrusion in the Beagle dog[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2001, 119(5):489-497.

[5]Daimaruya T, Takahashi I, Nagasaka H, et al.Effects of maxillary molar intrusion on the nasal floor and tooth root using the skeletal anchorage system in dogs[J].Angle Orthod, 2003, 73(2):158-166.

[6]Long H, Pyakurel U, Wang Y, et al.Interventions for accelerating orthodontic tooth movement: a systematic review[J].Angle Orthod, 2013, 83(1):164-171.

[7]Frost HM.The regional acceleratory phenomenon: a review [J].Henry Ford Hosp Med J, 1983, 31(1):3-9.

[8]Baloul SS, Gerstenfeld LC, Morgan EF, et al.Mechanism of action and morphologic changes in the alveolar bone in response to selective alveolar decortication-facilitated tooth movement[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2011, 139 (4 Suppl):S83-S101.

[9]Han XL, Meng Y, Kang N, et al.Expression of osteocalcin during surgically assisted rapid orthodontic tooth movement in Beagle dogs[J].J Oral Maxillofac Surg, 2008, 66(12): 2467-2475.

[10]Iino S, Sakoda S, Ito G, et al.Acceleration of orthodontic tooth movement by alveolar corticotomy in the dog[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2007, 131(4):448.e1-448.e8.

[11]Grenga V, Bovi M.Corticotomy-enhanced intrusion of anovererupted molar using skeletal anchorage and ultrasonic surgery[J].J Clin Orthod, 2013, 47(1):50-55.

[12]Ramirez-Echave JI, Buschang PH, Carrillo R, et al.Histologic evaluation of root response to intrusion in mandibular teeth in Beagle dogs[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2011, 139(1):60-69.

[13]Carrillo R, Buschang PH, Opperman LA, et al.Segmental intrusion with mini-screw implant anchorage: a radiographic evaluation[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2007, 132 (5):576.e1-576.e6.

[14]王垚, 张赫, 张翼, 等.骨皮质切开辅助上颌磨牙组牙压入三维有限元生物力学模型的建立[J].重庆医学, 2012, 41(26):2698-2700, 2793.Wang Y, Zhang H, Zhang Y, et al.3-DFE based biomechanical model for corticotomy-assisted intrusion of maxillary molar[J].Chongqing Med, 2012, 41(26):2698-2700, 2793.

[15]Mostafa YA, Mohamed Salah Fayed M, Mehanni S, et al.Comparison of corticotomy-facilitated vs standard toothmovement techniques in dogs with miniscrews as anchor units[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2009, 136(4): 570-577.

[16]Bhattacharya P, Bhattacharya H, Anjum A, et al.Assessment of corticotomy facilitated tooth movement and changes in alveolar bone thickness—a CT scan study[J].J Clin Diagn Res, 2014, 8(10):ZC26-ZC30.

[17]Erkan M, Pikdoken L, Usumez S.Gingival response to mandibular incisor intrusion[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2007, 132(2):143.e9-143.e13.

[18]Molen AD.Considerations in the use of cone-beam computed tomography for buccal bone measurements[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2010, 137(4 Suppl):S130-S135.

（本文编辑吴爱华）

Three-dimensional morphological analysis of corticotomy-assisted intrusion of premolars in Beagle dogs

Yu Feng1,

Deng Feng1, Zhang Yi1, Zhu Yaling2, Zhang Xiangfeng1, Zhang He1, Wang Huaqiao1.(1.Dept.of Orthodontics, The Affiliated Hospital of Stomatology, Chongqing Medical University, Chongqing Key Laboratory of Oral Diseases and Biomedical Sciences, Chongqing Municipal Key Laboratory of Oral Biomedical Engineering of Higher Education, Chongqing 401147, China;2.Dept.of Orthodontics, The Second People’s Hospital of Yunnan Province, Kunming 650021, China)

[Key words]mini-screw implant anchorage;corticotomy;intrusion movement;root resorption

[Abstract]Objective This study aims to identify the effects of corticotomy-assisted orthodontic premolar intrusion and evaluate the changes of root resorption and the alveolar bone.MethodsBoth sides of the mandible of eight male Beagle dogs were randomly assigned into experimental and control groups.The third (P3) and fourth (P4) premolars were intruded with both mini-screw implant anchorage (MIA) and corticotomy on the experimental side.By contrast, P3 and P4 were intruded with MIA alone on the control side.During pre-operation and after 2, 4, 8, and 12 weeks of orthodontic force applications, cone beam computed tomography was performed on every dog.The distance of tooth intrusion and root resorption of furcation, as well as the apex and height changes of the alveolar bone were measured and analyzed.ResultsThe intrusion distance of premolars on the experimental side was greater than that on the control side (P<0.05).The root of furcation and apex on both sides occurred in root resorption, and the root resorption of the apex on the experimental side was lighter than that on the control side after 12 weeks of force application (P<0.05).The alveolar bone height decreased, and the height reduction distance on the experimental side was greater than that on the control side after 8 and 12 weeks of force application (P<0.05).Conclusion Corticotomy accelerates orthodontic molar intrusion and reduces root resorption.

[中图分类号]R 783.5

[文献标志码]A [doi]10.7518/hxkq.2016.03.010

[收稿日期]2015-12-25； [修回日期]2016-03-20

[基金项目]重庆渝北区科委基金[渝北财教（2011）31号]；重庆市卫生局基金（2012-2-131，2013-2-069）

[作者简介]喻凤，硕士，E-mail：542876926@qq.com

[通信作者]王华桥，主治医师，博士，E-mail：muscle_tina@163.com