牙槽骨微穿孔术加速正畸牙齿移动的研究进展

彭佳佳，陆文昕，赵志河，方 婕

目前，较长的正畸治疗疗程是限制正畸发展的主要原因之一，长期的正畸治疗导致龋齿、牙周病、牙根吸收等问题，临床上医生通过手术方法如骨皮质切开术、减阻牵张成骨术，非手术方法如激光、振动、药物等方法加速正畸牙齿移动[1-2]，缩短正畸治疗时间，减少并发症的发生。

骨皮质切开术是目前最常见的手术方法，已有大量文献证明其能有效加速牙齿移动[3-6]，增加牙槽骨骨量、扩大正畸牙移动界限，减少正畸治疗中骨开窗、骨开裂和牙根吸收等并发症，增强正畸治疗长期稳定性等，其机制目前普遍认为与Frost提出的“区域加速现象(regional accelerated phenomenon，RAP)”理论有关，即手术破坏骨组织导致术区周围骨密度降低，创伤刺激细胞调节机制使骨重建加速，牙齿移动速度加快，此现象在术后前2～3个月最为明显，6个月后逐渐消失[7]。基于这一理论，骨皮质切开的相关术式出现多样化，以求尽量减少手术创口，达到破坏骨组织启动RAP现象的目的。包括了牙周辅助加速成骨正畸(periodontally accelerated osteogenic orthodontics，PAOO)[8]，Germe改良PAOO术[9]，牙槽骨微穿孔术(micro-osteoperforations，MOPs)[10]，Piezosurgery术[11]，Piezocision术[12]，Piezopuncture术[13]等。其中MOPs不需要翻瓣、做大面积的骨皮质切开切口，手术创口最小，正畸医生可以独自在椅旁完成整个操作，费用也相对较低。本文旨在针对MOPs的提出、生物学反应、应用现状、目前可能出现的副作用作一综述，为该技术的最新发展及临床应用提供科学参考。

1 牙槽骨微穿孔术的提出

基于骨皮质切开术是通过RAP激活炎症通路和破骨细胞活性的理论，2015年Alikhani等提出了MOPs[10]，减小破坏骨皮质创伤的同时能够保证达到刺激细胞调节加速正畸牙齿移动的目的。Alikhani首先在大鼠的动物实验中，验证了实验组(正畸+MOPs组)牙齿移动速度是对照组(正畸组)的2倍，TRAP染色实验组破骨细胞数目是对照组的2倍，实验组牙周膜韧带厚度增加，21种牙齿移动相关炎症因子表达增加；进一步在临床研究中发现，正畸治疗中尖牙内收28 d后，实验组(正畸+MOP组)尖牙移动距离是对照组(正畸组)的2.3倍，龈沟液内肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)增加，术后患者只有轻微的疼痛不适，没有其余明显的术后反应、副作用。

2 牙槽骨微穿孔术的生物学反应

Micro-CT扫描进行MOPs术后的动物颌骨发现术区骨密度、骨体积减小，HE染色破骨细胞数目增加[14-15]。MOPs造成骨皮质的创伤，增加了炎症介导因子例如TNF-α，白介素-1和白介素-6，此放大的炎症过程持续2～4周，破骨细胞增加在第4周达到峰值，之后逐渐减少，在第12周基本消失[16]，因此有学者提出MOPs在28 d后可重复操作[17]，维持炎症的放大效应。IL-1β在首次打孔术后增加到3.87倍，30 d后进行第2次打孔术增加到5倍[18]。

MOPs并没有改变正畸牙齿移动牙周膜韧带基因表达，正畸治疗牙移动基因表达以骨代谢相关的破骨、成骨基因分化为主，MOPs增加了炎症、免疫相关基因表达并且延长了表达时间[19]。

3 牙槽骨微穿孔术的应用现状

3.1 研究现状

目前大部分研究证明MOPs术在关闭拔牙间隙时能够有效加速尖牙远中移动至少1.5倍以上[17,20-23],并且可以重复进行[24]，在关闭拔牙间隙的过程中尖牙平均每个月移动距离增加0.45 mm[25]，但仍有研究得出MOPs不能加快牙齿移动速度的结论[26-27]，Alqadasi等对8例患者进行牙槽骨微穿孔术无明显效果[28]，但样本太少，还需要更大样本量进行比较。Alkebsi等[29]对 32例患者拔除第一前磨牙后，采用6 mm的微种植钉打孔(图1)，除去软组织厚度2～3 mm，其余3～4 mm进入骨组织，术后3个月观察MOPs与对照组尖牙移动距离差异无统计学意义。

粉色标志点表示打孔位置和数量3个；黑色实线表示垂直方向上成线性打孔，每孔间隔3 mm

MOPs主要应用于加快尖牙远中移动、关闭拔牙间隙，目前也有报道在移动第一磨牙的应用[30-31]，在推第一磨牙往远中时行MOPs，磨牙后移速度平均增加1.17倍，较预期的低[31]。

近年来市面上出现了专门为MOPs加速正畸牙齿移动设计的Propel[27](Propel Orthodontics, Ossining,美国)系统，该设备是一种一次性使用的、无菌的手动打孔器，大小类似于小型手持式螺丝刀。其拥有外科手术不锈钢尖端，最宽直径1.6 mm，长度可达7.0 mm，允许预设打孔深度1.0、3.0、5.0、7.0 mm。Propel器械单独包装并严格消毒后可使用，因此目前大量MOPs打孔研究用该仪器进行[17,20,27,32]。有研究指出Propel系统打孔与常规微种植钉进行打孔加速正畸牙齿移动时间两组没有明显差别[33]。此外在2013年Kim就提出了使用超声器械骨打孔的方法，称为Piezopuncture术[13]，证实能够有效加速正畸牙齿移动，但其有效性还存在争议[34-35]。

3.2 打孔个数、间隔时间及深度

Alikhani等比较了打1个孔和4个孔关闭拔牙间隙的效果，打4个孔牙齿移动速度大于只打1个孔，牙槽骨创伤的大小范围与激活炎症因子和牙齿移动速度有直接关系[10]，这与Babanouri等[36]结果相同，增加打孔数量牙齿移动更快(图2)。目前最少打2个孔就达到了加速牙齿移动的目的[21]。

粉色标志点表示打孔位置；左图为仅在拔牙间隙颊侧打3个孔；右图为拔牙间隙颊腭侧分别打3个孔

增加打孔次数能够增加牙齿移动速度，Jaiswal发现打1次孔和隔20 d打2次孔相比，打了2次孔的牙齿移动速度明显增加[18]。有研究发现间隔4周进行打孔，和间隔8周或12周相比牙齿移动速度更快，骨体积分数比BV/TV(骨小梁体积(trabecular bone volume，BV)， 骨组织体积(tissue volume， TV))下降更多[24]。骨愈合时间通常在6～8周，间隔打孔时间越短，相同时间内打孔数量越多，对BV/TV影响越明显。但Sivarajan等研究发现分别间隔4周、8周、12周打孔，三组之间尖牙总的牵拉时间没有明显的差异，都优于不打孔的对照侧，认为MOPs引发的局部加速影响持续至少12周[37]。

骨皮质切开产生RAP要求切开骨皮质到达骨髓质表面即可[38]，通常选择深度3 mm[39]，Ozkan比较了深度4 mm和7 mm的打孔深度，28 d后尖牙移动距离无明显差异[22]。

3.3 与其他方法的效果比较

3.3.1 与骨皮质切开术相比 有研究发现增加骨皮质切开术中去骨量能够产生更多低密度骨，但在术后9周无明显影响[40]。MOPs破坏的牙槽骨量明显小于骨皮质切开术，Tsai等[15]对8周龄大鼠研究发现，MOPs和骨皮质切开术两组牙齿移动速率差异无统计学意义。第1周牙齿移动速率最快，此阶段对应牙齿移动的初始阶段(intial phase)，即在加力初期牙齿在牙周膜内快速移动，第2周开始牙齿移动速率减慢，进入延迟滞后阶段(lag phase)[41]。且两组牙根吸收少于仅正畸治疗的对照组。Kim等在兔子研究中也得出骨皮质切开组牙齿移动距离大于MOPs组，但差异无统计学意义，MOPs组骨组织体积保留更多[42]。

3.3.2 与牙周辅助成骨加速正畸治疗相比 PAOO于2001年由Wilcko等[8]率先提出，其将骨皮质切开术和扩增牙槽骨骨量相结合，该技术可使正畸治疗时间缩短1/4～1/3，同时提高牙周病患者的术后牙周稳定性，增加骨量，达到扩大牙移动范围等的目的[43]。与PAOO相比，MOPs手术创口更小，但存在不能进行骨粉移植的缺点，对于需要骨增量、扩大牙齿移动范围的患者不适用。Agrawal等[44]比较两者术后骨量，PAOO组进行了脱钙冻干骨移植物(demineralized freeze dried bone allograft，DFDBA)移植，术后6个月，颊侧骨厚度增加1.15 mm，明显高于MOPs组0.45 mm，两组牙齿移动距离差异无统计学意义。

吴斯媛等[30]对40例需要移动尖牙关闭拔牙间隙的正畸治疗患者进行同一口腔内对照实验，一侧进行牙槽骨微穿孔术(MOPs组)，另一侧进行牙周辅助成骨加速正畸治疗(PAOO组)，术后第1个月PAOO组牙齿移动距离大于MOP组,差异有统计学意义，但第3个月两组牙齿移动距离无明显差异，可能与RAP在第3个月时已基本消失有关。

3.3.3 与低水平激光照射相比

Abdelhameed比较了MOPs、低水平激光照射以及两者联合3个月时间内对牙齿移动的影响，MOPs组(图3)牙齿移动速度是未进行任何干预(对照组)的1.6倍，低水平激光照射组使用(810±10)nm波长的激光隔2周照射一次，牙齿移动速度是对照组的1.3倍，MOPs+低水平激光照射同时进行牙齿移动速度是对照组的1.8倍[45]。低水平激光照射与MOPs具有协同效应，此结果与马锐等[46]相同。

粉色标志点为打孔位置和近远中分别打孔数量3个

4 牙槽骨微穿孔术的副作用

有研究认为骨皮质切开术可能会有增加牙根吸收的风险[47]，大部分研究表明MOPs并不会增加牙根吸收的风险[17,21,26]，牙根外吸收的一个重要原因是牙齿受到较大朝向密质骨的压力，形成无细胞区，骨内膜和牙周带产生破骨细胞，破骨细胞的长期存在导致牙根外吸收，而不是数量上增加的破骨细胞导致牙根外吸收。MOPs的作用是使骨内膜上的破骨细胞数量增加，但没有增加存在的时间，因此并没有造成额外的牙根外吸收。相反MOPs减少了周围牙槽骨的骨密度，无细胞区更小、清理更快，阻止了破骨细胞在牙根周围长期的存在，减少了牙根外吸收[48]。还存在另一个潜在风险是打孔的时候损伤牙根，但目前并没有文献报道。但有文献报道当单独给第一前磨牙颊侧150 g的正畸力，在正畸牙第一前磨牙牙根近远中打孔(图4)，28 d后拔除该第一前磨牙分析，MOPs组第一前磨牙牙根吸收增加了42%，且牙根吸收的范围近远中、颊腭面都有发生[33]。

粉色标志点表示打孔位置在第一前磨牙牙根近中、远中中份各打1个孔，深度5 mm

MOPs患者基本无明显疼痛，术中旋紧螺钉的过程中有轻微不适[21]，或者术后1 d有轻微的不适之后逐渐减轻[17]。患者出现疼痛的症状主要与咀嚼和说话有关，间隔打孔周期越长，疼痛越轻[38]。

MOPs对支抗无明显影响，打孔作用主要是减少术区周围骨密度，支抗牙周围骨密度没有明显改变，相反牙齿移动加快、治疗时间缩短对支抗牙负担更小，MOPs组磨牙近中移动距离小于不打孔组，但差异无统计学意义[20,26]。打孔1次和间隔1个月之后打第2次[18]，以及打孔深度4 mm和7 mm分别对支抗无明显影响[22]。牙槽骨微穿孔术并不会对牙周产生副作用影响[48-49]，术区牙槽骨边缘嵴高度无明显减少[49]。

5 总 结

MOPs是创伤小、花费低的一种手术加速正畸牙齿移动的方式，一定程度上增加打孔数量，间隔4周左右时间重复打孔能够在安全范围内最大限度加速正畸牙齿移动，且没有明显的牙根吸收、疼痛、支抗丧失和影响牙周等副作用。和其他手术方式相比MOPs创口小，破坏的牙槽骨量少，在牙齿移动早期相较慢，但总的牙齿移动速度与骨皮质切开术、PAOO相比无统计学差异，还可以与其他非手术治疗达到协同作用。但与PAOO相比存在不能进行骨移植等弊端，因此选用此方法加速正畸牙齿移动还需结合患者自身条件。另外还需要更大数据量的临床研究验证MOPs对加速正畸牙齿移动的效果。