不同快速扩弓装置对牙根吸收影响的系统评价

夏恺 孙闻天 余丽媛 刘钧

口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院正畸科，成都610041

上颌宽度不调是常见的牙颌面畸形类型，临床上针对上颌宽度不调的青少年患者所采用的治疗方法之一是快速扩弓技术，即使用矫形力从腭中缝处扩展上颌[1-2]。其理论基础最早由Angell[3]在1860年提出，后由Haas[4]在百年后将之付诸临床实践。现今，最常见的快速扩弓装置主要为牙支持式扩弓装置（Hyrax 式）及牙-组织混合支持式（Haas式）扩弓装置[5-6]。然而，由于矫形力作用位置的限制，两者的扩弓效应不可能为单纯的骨扩展效应，还包含牙和牙槽嵴倾斜产生的牙性扩展效应。有研究[7]称，在牙支持式扩弓过程中，牙及牙槽嵴倾斜的发生率分别为39%～49%及6%～13%。治疗中产生过度的牙齿倾斜会导致牙周损伤、牙根吸收等副作用[8-11]。随着微种植支抗技术的发展，基于腭部微种植支抗的骨支持式扩弓装置也逐步用于临床以期最大化骨扩展效应，并减少诸如牙根吸收等副作用。

牙根吸收病因众多，发生机制复杂。其中已有研究[12-13]表明，过大的矫治力与牙根吸收的发生存在关系，受到过大压应力及张应力的牙根区域会产生比轻力对照组更显著的吸收。由于快速扩弓治疗需要在短期内施以较强力量[14]，支抗牙存在较高的牙根吸收风险[15]。即使是未直接受力的非支抗牙或单纯骨支持式扩弓装置中的侧后方牙位，也会因上颌骨扩开后腭侧黏骨膜及牙龈纤维的牵拉产生不同程度的牙齿位移及牙根吸收[16-18]。由于不同的快速扩弓装置传递至牙根的力量不同，所带来的牙根吸收程度是否有差异至今仍不甚明了。本系统评价旨在评估不同类型的快速扩弓装置对牙根吸收程度的影响，以期为临床提供指导。

1 材料和方法

本系统评价总体遵循系统综述和荟萃分析优先报告的条目（preferred reporting items for systematic reviews and Meta-analysis，PRISMA）声明要求，并基于此作为方法学模板。

1.1 方案及注册

本系统评价未提交注册。

1.2 纳入标准

1）对象：上牙弓狭窄的青少年患者或成年患者，开始治疗前牙根周围无病变及牙根吸收，无系统性疾病。无性别、年龄、种族和社会经济地位限制。

2）干预：采用2 种及以上设计类型的带有螺旋开大器的扩弓装置进行上颌骨的快速扩弓治疗。

3）对照：不同扩弓装置间相互对照。

4）结果：通过三维影像分析或组织学分析判定牙根吸收程度。

5） 研究设计：随机对照试验（randomized controlled trial，RCT）或临床对照试验（controlled clinical trials，CCT）、队列研究、病例-对照研究。

1.3 排除标准

1）研究：动物实验、综述、病例报告、评论文章和摘要。

2）对象：患者有颅面综合征，正畸或正颌治疗史。患者在快扩治疗时同时进行其他正畸矫治器治疗。患者既往有支抗牙的根管治疗史或修复史。

1.4 检索策略

进行电子检索和手工检索，检索过程无语言限制。电子检索数据库包括：PubMed、Embase（Ovid）、 CENTRAL（Ovid）、 Web of Science、CNKI、CBM。灰色文献数据库：SIGEL。检索时间跨度1974 年至2019 年4 月。使用MeSH 词及自由词进行检索，英文检索词包括：“Palatal Expansion Technique”“maxillary expan* OR palatal expan*”“root resorp*”；中文检索词包括：“扩弓”“牙根吸收”。检索日期为2019年4月8日，检索过程见表1。

1.5 文献筛选

基于前述纳入排除标准进行双期文献筛选。首先，排除重复文献后，2名研究者通过阅读文章标题和摘要初步纳入文献。之后，相同的2名研究者阅读初步纳入文献的全文及参考文献列表以防检索遗漏。全过程由2 名研究者独立进行并于1 期结束及2 期结束时交叉核对，不同意见通过与第3名研究者讨论解决。

1.6 数据提取

所提取数据包括：研究类型、样本量、样本性别比、平均年龄、扩弓装置种类、加力策略、上颌骨打开宽度、牙根吸收检测手段以及相关的结果。全过程由2名研究者独立进行并于提取完成后交叉核对，不同意见通过查阅文献原文或与第3名研究者讨论解决。

1.7 质量评价

2 名研究者独立对所有纳入文献进行偏倚风险评估。对于RCT 研究，评估基于Cochrane 干预性研究系统评价手册进行[19]。主要针对以下6 个方面进行评价：序列产生、分配隐藏、盲法、测量盲法、不完全结局数据、选择性报告。对于非RCT研究，本系统评价选用Newcastle-Ottawa 量表[20]进行偏倚风险评估。其评价项目主要包括对象选择、可比性、结局共3 个项目，每个项目下设评价条目（表2）。

表1 检索策略Tab 1 Search strategy

表2 Newcastle-Ottawa量表条目及标准Tab 2 Items and criteria of Newcastle-Ottawa scale

所有纳入文献根据证据推荐等级的评估、制定与评价（grading of recommendations assessment，development and evaluation，GRADE）标准进行评级[21]。

A 级（高质量）：随机临床试验或有明确对照组的前瞻性研究；有明确的诊断标准以及结束指标；有诊断可靠性及可重复性检测；使用盲法进行结局数据测量。

B 级（中等质量）：队列研究或有明确对照组的回顾性研究；有明确的诊断标准以及结束指标；有诊断可靠性及可重复性检测。

C 级（低质量）：较大偏倚；诊断标准以及结束指标较不明确；样本选择较不明确。

1.8 数据整合

采用卡方检验对纳入文献数据进行异质性检验。如有异质性时（I2＞50%），采用随机效应模型进行Meta分析；反之，则采用固定效应模型进行。若纳入研究的临床异质性和方法学异质性过大不能进行数据合并，则采用描述性语言解释结果。

2 结果

2.1 文献检索结果

初步筛查出400 项相关研究，其中共235 篇重复文献被移除。2名研究员根据文献题目和摘要筛出与本研究相关的合格文献15 篇，通过阅读纳入文献的参考文献列表纳入1篇遗漏文献。阅读全文后共排除9 篇研究，其中5 篇文献由于未报告可用数据被排除，1篇文献由于数据为非定量数据被排除，3 篇文献由于无合理对照被排除。最终得到7篇[15-17,22-25]符合该系统评价纳入标准的文献。纳入文献的基本信息及主要结果见表3 及表4。文献筛选流程见图1。

表3 纳入文献的基本信息Tab 3 Characteristics of the included studies

表4 纳入文献的主要结果Tab 4 The main results of the included studies

续表4

图1 文献筛选流程图（PRISMA流程图）Fig 1 The flow chart of study selection（PRISMA flowchart）

2.2 文献质量评价及偏倚风险

纳入文献中，6 篇为前瞻性研究，1 篇为回顾性研究。前瞻性研究中有4 篇为RCT，其中包含2篇[16-17]通常意义上的RCT 及2 篇[22-23]分口试验，其余2 篇[15,22]前瞻性研究为非随机同期对照试验。回顾性研究为1 篇[23]回顾队列研究。根据GRADE 标准（表5），3 篇[16-17,24]被评级为高证据质量，2篇[23,25]被评级为中等证据质量，2篇[15,22]被评级为低证据质量。偏倚风险评估结果见图2。

表5 纳入文献质量评价Tab 5 Quality assessment of the included studies

图2 偏倚风险评估Fig 2 Assessment of risk of bias

2.3 数据整合

鉴于纳入研究异质性来源于试验设计差异、加力策略差异及牙根吸收测量指标差异等，不适宜进行数据合并，故对所得结果进行描述性分析。

2.4 结果描述

2.4.1 骨支持式与其他支持式扩弓装置对比 共有2篇相关文献分析了骨支持扩弓装置对牙根吸收的影响。其中Kayalar等[16]的研究（RCT，评级A，低偏倚风险）表明，采用牙支持式扩弓的患者相较于骨-牙混合支持式产生较明显的牙根吸收，尤其在第一前磨牙处。Yildirim等[25]的研究（RCT，评级B，中度偏倚风险）同样支持此观点，相较骨支持式而言，牙支持式扩弓装置会导致根吸收的可能性更高，主要出现在支抗牙根尖及根中1/3，且颊侧吸收较舌侧吸收明显。

2.4.2 牙-组织混合支持式（Haas 式）与牙支持式（Hyrax 式）扩弓装置对比 共有4 篇相关文献研究了两者间的差异。Dindaroğlu等[17]研究（RCT，评级A，低偏倚风险）表明，Hyrax式及Haas式扩弓装置均会导致牙根体积减少，但两者间差异无统计学意义，值得注意的是，两者也会导致非支抗牙（第二前磨牙）牙根吸收，程度类似支抗牙第一前磨牙及第一磨牙。Lemos Rinaldi等[23]（回顾队列，评级B，低偏倚风险）及Erverdi等[22]（非随机同期对照，评级C，高偏倚风险）的研究同样表明，二者导致的牙根吸收组间差异无统计学意义。不同于上述研究的是，Odenrick等[15]发现（非随机同期对照，评级C，高偏倚风险），Haas 式相较于Hyrax 式可减小颊侧根面吸收的发生率。另外，Erverdi等[22]及Odenrick等[15]的研究表明，Hyrax 式相较于Haas 式而言，颊侧的吸收陷窝位置会更靠近冠方。

2.4.3 不同固位设计的牙支持式扩弓装置间对比Martins等[24]的组织学研究（RCT，评级A，低偏倚风险）着眼于牙性支抗扩弓装置的固位体设计差异（即采用带环或铸造框架与支抗牙连接）对支抗牙牙根吸收的影响，其发现无论对于牙根吸收的发生率与牙根吸收陷窝的大小来讲，2种设计间的差异均无统计学意义。

3 讨论

3.1 扩弓过程中支抗牙的生物学及生物力学特性

正畸力或矫形力引起的牙周膜、牙槽骨及牙齿邻近组织的组织学改建是正畸治疗的生物学基础，在扩弓矫形力作用下，支抗牙受压侧牙周膜发生透明样变并分化出破骨细胞，引发牙槽骨的吸收及透明区的纤维化改建，张力侧牙周膜受到牵拉并分化出成骨细胞进行牙槽骨改建。此过程中牙齿周围炎症微环境导致正畸牙移动的同时，也提供了牙根吸收的基本条件[26]。在透明区吸收过程中，巨噬细胞或破骨细胞也会对成牙骨质细胞及其产生的类牙骨质产生破坏并导致牙骨质表面的暴露，进而导致牙根面的吸收。

牙支持式扩弓过程中，由于矫形力施加在牙冠的腭侧，不能加载于牙齿的阻力中心，所产生的力矩会导致支抗牙颊向倾斜移动[27]。此时，牙齿的根尖部及颈部为压应力集中区，可能会导致牙齿的根外吸收。而骨支持式扩弓装置可以将矫形力直接施加于腭部的微种植钉，作用位置更加接近上颌骨阻力中心，减小不良反应的同时，能更有效地扩展上颌牙弓。

3.2 扩弓治疗的年龄考量

快速扩弓的最佳时机为生长发育高峰期前后，研究[28]称患者年龄小于12 岁时治疗效果及稳定性最佳。一旦腭中缝由纤维联合转为骨性融合，常规快速扩弓将失去矫形效果及长期稳定性，同时产生明显的牙槽骨及牙根吸收等不良反应[29]。因个体差异，腭中缝闭合出现于15～19岁间[30]，闭合后可采用手术辅助快速扩弓技术（surgically assisted rapid palatal expansion，SARPE） 进行骨性扩展。在纳入本文的研究中，除Kayalar 等[16]的研究（RCT，评级A，低偏倚风险）因样本平均年龄为19.4 岁而采用SARPE 外，其余研究的样本平均年龄分布在11.3～15.2 岁间，为常规快速扩弓的适宜年龄。通过外科解除骨阻力后的年轻成年患者，腭中缝剩余阻力处于可接受的基线波动范围内，具有与其他研究的可比性，因此仍将Kayalar 等[16]的研究纳入本系统评价。

近来有研究者[31-32]称成年后腭中缝仍存在未完全愈合的现象，并基于此进行了年轻成人微种植体辅助快速扩弓（miniscrew assisted rapid palatal expansion，MARPE）的临床病例研究，以非手术的方法实现成人上颌骨宽度的增加[29,33]。因未检索到成人MARPE与牙根吸收关系的证据，在此不作讨论。

3.3 不同快速扩弓装置间的牙根吸收差异对比

3.3.1 骨支持式与其他支持式扩弓装置之间对比由于骨支持式扩弓装置的力学性能优势，其骨性扩弓效果可占总扩弓量的57.5%～77.0%，明显高于牙支持式的25.6%～42.9%[34]。有2 篇RCT（评级A及评级B）[16,25]对比了两者间牙根吸收的差异，结果均支持牙支持式扩弓装置会导致更高发生率及程度更明显的牙根吸收。值得注意的是，由于上颌骨扩开后腭侧黏骨膜及牙龈纤维的牵拉，骨支持式扩弓装置中的上颌侧后方牙也会因牵拉力的存在产生不同程度的牙齿位移及牙根吸收。

由于需要微种植钉的辅助，骨支持式扩弓装置存在种植体周围炎及植体松动脱落的风险。但鉴于上腭存在黏膜角化且骨质良好，周围炎及松动风险相对较小[35-36]。尽管上述证据表明，骨支持式扩弓装置可产生较少的牙根吸收，但医师同时也须面对微种植钉的额外费用问题及损伤腭侧恒牙胚等风险，临床使用时需权衡利弊以最大化患者利益。

3.3.2 Haas 式与牙Hyrax 式之间以及不同固位体设计之间对比 不同于牙支持式（Hyrax 式）扩弓装置，牙-组织混合支持式（Haas 式）由于在腭部存在树脂基托，理论上可以将较大的矫形力分散至腭部，使支抗牙的受力减小[15,22,24,37]。但3 篇文献[17,24-25]（评级分别为A、B、C，其中1篇为RCT）的结果表明，两者所导致的牙根吸收程度的差异并无统计学意义。另有2 篇文献[15,22]（评级均为C）从组织学角度分析了牙根吸收发生率及陷窝的具体位置，结果表示，Hyrax 式的颊侧根面吸收发生率更高且吸收陷窝位置更靠近冠方。这可能是由于Hyrax式无腭部基托，从而使支抗牙产生更多的倾斜移动所致，同时因牙槽嵴骨密度较根尖骨密度为大，牙根颊侧靠近冠方的部分会有较根方更明显的压应力集中[15]。综合上述观点，现有的高质量证据仍倾向于Haas 式与Hyrax 式导致的牙根吸收程度并不会因腭部基托的有无而产生差异。

使用Haas 及Hyrax 式扩弓装置时需要考虑的另一个问题是固位体的设计，即采用何种方式将扩弓装置与支抗牙相连。传统固位方式主要采用带环与支抗牙连接，之后为简化装置出现了使用铸造支架与支抗牙连接的固位设计。由于后者的支架只与支抗牙的腭侧接触，支抗牙的受力情况与前者不同，那么是否会因此导致支抗牙牙根吸收的程度差异？纳入文献中1篇RCT（评级A）表明，带环式与铸造框架式Hyrax快扩装置导致的牙根吸收程度的差异并无统计学意义[24]。但由于该研究样本量较少（n=9），此结论仍需更大样本的高质量研究验证。

3.4 腭中缝矢状向“V”型打开对牙根吸收的影响

由于上颌骨后部存在翼腭缝阻力，在进行快扩治疗时患者会出现不同程度的腭中缝“V”型打开，即矢状向上腭中缝扩展程度由近中至远中逐渐减小[38-39]，并由此导致上颌远中的牙性扩弓效应所占比例较骨性扩弓效应为大[40]。相应地，位于远中的牙齿倾斜会较近中更明显，牙根吸收理论上会更为严重。共有2篇相关文献涉及了腭中缝的“V”型打开，Kayalar等[16]的研究（RCT，评级A，低偏倚风险）表明，骨-牙混合支持式及牙支持式均会导致腭中缝的“V”型打开，但研究缺乏组内近远中牙齿牙根吸收对比。Dindaroğlu等[17]（RCT，评级A，低偏倚风险）发现，Hyrax及Haas式均会导致腭中缝的“V”型打开，但二者导致的牙根吸收程度在第一前磨牙、第二前磨牙及第一磨牙间进行组内对比时，差异无统计学意义。总的来讲，快速扩弓不可避免地会导致腭中缝的“V”型打开，但是否会因此导致牙根吸收差异仍然存疑。

本系统评价根据已有证据得出结论：1）相比于其他快扩装置，骨支持快扩装置可产生较小程度的牙根吸收（1 篇高质量研究，1 篇中等质量研究）；2）牙-组织混合支持式（Haas 式）与牙支持式（Hyrax 式）扩弓装置导致的牙根吸收程度的差异无统计学意义（1 篇高质量研究、1 篇中等质量研究、1 篇低质量研究），不同固位体设计（带环式与铸造支架式）的Hyrax式快扩装置导致的牙根吸收程度的差异无统计学意义（1篇高质量研究）；3）腭中缝矢状向“V”型打开对牙根吸收的影响需要高质量文章进一步研究。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。