正畸诱导炎性牙根吸收影响因素的研究进展

魏晓渝,张冠凝,赵 青

正畸牙齿移动(orthodontic tooth movement,OTM)是一种基于炎症反应的生物重塑过程,涉及牙根、牙槽骨和牙周膜组织[1]。在正畸治疗期间,机械力用于移动牙齿,导致无菌炎症反应,这是正畸诱导的炎性牙根吸收(orthodontically induced inflammatory root resorption,OIIRR)的生物学基础[2]。OIIRR是正畸治疗常见的并发症,属于牙根吸收中的根尖外吸收(external apical root resorption,EARR)类别,通常影响根尖三分之一,造成根尖部的永久性损失[3]。轻度OIIRR患者可能一生都不会出现临床症状;而在一些重度OIIRR(牙根缩短>4 mm)患者中,这种根尖损失会影响牙齿的寿命,甚至导致牙齿的移位和脱落[4]。

OIIRR的诊断可以通过显微镜进行组织学检查,也可以通过二维(2D)X射线摄影和三维(3D)锥形束计算机断层扫描(CBCT)进行临床检查[5]。一般认为口外X线片(全景片)诊断的准确性低于根尖X线片或CBCT扫描[6]。由于在正畸治疗中使用影像学方法检测牙根吸收有一定的滞后性,近年来有研究尝试使用生物标志物来预测牙根吸收。已有研究证实,龈沟液中牙本质涎磷蛋白(dentin sialophosphoprotein,DSPP)含量可以预测正常和轻度的牙根吸收[7]。

有大量研究探讨了影响正畸牙根吸收的风险因素,这些因素可能在正畸牙移动中共同发挥作用[8]。根据以往研究结果,可以将这些风险因素分为患者相关因素和治疗相关因素。其中,患者相关风险因素包括性别、年龄、遗传倾向、全身疾病和药物、错牙合畸形类型、牙位、牙龄、牙根形态、治疗前牙根吸收情况、治疗前牙外伤史和根管治疗史等;治疗相关风险因素包括牙移动方式、根尖位移量、矫治力类型和大小、矫治时间、矫治器种类和采用的正畸治疗方法等[9-11]。本文基于目前的临床、基础研究结果,以及近5年的文献系统评价,对正畸诱导炎性牙根吸收影响因素的研究进展作一综述。

1 患者相关因素

1.1 性别和年龄

总的来说,性别和治疗初始年龄影响OIIRR的证据不足。虽然有个别研究认为女性患者牙根吸收程度大于男性患者[12],也有研究认为男性患者牙根吸收大于女性[1,13],但大多数研究仍证实患者性别差异对正畸牙根吸收的影响不具有统计学意义[14-15]。有研究指出,治疗初始的患者年龄可能是OIIRR的一个风险因素,应提前告知成人患者该风险[16]。成人患者的OIIRR风险增加可能与慢性牙周炎发病率增加有关[17],也可能由于年龄增长后牙周膜厚度减小、牙根自我修复能力下降[18]。一种被认可的趋势是根尖开放的年轻牙根可能比完全发育的牙齿更能耐受牙根吸收[19]。但也有部分研究得出治疗初始年龄与OIIRR的发生无关[15,20]。相关文献系统评价认为,年龄的影响并未得到质量较高的广泛研究,缺乏充分证据[14]。

1.2 遗传因素

Iber-Díaz等[21]认为牙根吸收属于多基因遗传。既往研究发现白细胞介素-1(interleukin-1,IL-1)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-8(interleukin-8, IL-8)、骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)、核因子-κB 受体激活因子配体(receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand, RANKL)、白介素1受体相关激酶1(interleukin 1 receptor associated kinase 1,IRAK1)、巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor,M-CSF)、单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemotactic protein 1,MCP-1)、P2RX7(嘌呤能受体)等基因多态性可能与OIIRR的易感性相关[22-23]。其中,白介素参与正畸牙移动发生的局部组织炎症[2];OPN参与牙根吸收过程的激活[24];IRAK1参与骨质疏松和骨密度降低的过程[25]。然而,有学者对既往研究进行了定量Meta分析,认为只有P2RX7基因多态性与正畸患者EARR易感性相关,且证据较弱,而其他基因均无与EARR的发生相关的较强证据[26]。也有研究认为,遗传易感性因素对OIIRR的影响是根据其他临床变量动态变化的,例如OPG、RANKL和IL1受体拮抗剂IL1RN的基因多态性,随着治疗时间和患者年龄的不同,其作用可能由保护变为有害[8]。

1.3 全身疾病和药物

通常认为牙根吸收更容易发生于患有哮喘和有过敏体质的患者,这可能因为免疫系统和根部吸收过程的细胞活动和炎症因子存在密切的相关性[27]。然而近年的系统评价似乎有更充分的证据证实过敏及哮喘与OIIRR的发生并没有明确关联[28-29]。此外,一些系统性疾病也可能导致患者发生牙根吸收的严重程度增加。短根畸形(short root anomaly,SRA)是一种罕见的家族性牙科疾病,据报道该病患者在正畸治疗期间对牙根吸收的敏感性更高[30]。

雌激素在牙移动中可以抑制破骨细胞活性、促进成骨细胞增殖和存活,促进骨重塑进程,同时促进成牙骨质细胞和成牙本质细胞的形成,因此可能会对OIIRR具有潜在保护作用[23],这一观点在动物实验中得到了部分验证[19]。同时,在计划绝经后妇女的正畸治疗时,应仔细考虑OIIRR。甲状腺功能减退可导致施加正畸载荷后骨转换率下降,从而导致牙根吸收的发生[9]。有动物实验证实补充甲状腺激素可能有利于正畸牙移动,并降低OIIRR的发生[31]。甲状腺激素降低OIIRR的作用与其对肠道钙吸收的作用有关,可间接影响骨转换[32]。然而,近年有相关系统综述并未证实甲状腺素对OIIRR的影响[33]。糖尿病患者胰岛素给药可控制糖尿病对骨代谢的不良影响,有降低OIIRR的作用[14]。有研究发现高剂量的碱性成纤维细胞生长因子可降低大鼠的OIIRR[10]。甲泼尼龙和泼尼松龙均可用于过敏性与自身免疫性炎症性疾病中,然而,与甲泼尼龙相反,泼尼松龙可降低OIIRR[10]。此外,联合使用前列腺素E2和Ca2+降低动物OIIRR的证据不足[34]。

根据近年系统评价的结果,治疗牙根吸收的全身性补充剂、药物和激素的研究显示偏倚风险高、方法学质量差的特点。同时,研究均在动物中进行,没有有力的证据确定内源性激素样分子对OIIRR的影响,应谨慎解释其结果[34]。

1.4 错牙合畸形类型

不同错牙合畸形类型的牙根吸收程度可能具有差异性。有研究得出,安氏Ⅱ类错牙合畸形的重度牙根吸收发生率较高,Ⅰ类错牙合治疗后与治疗前相比,根长减小的百分比显著低于Ⅱ类错牙合[13]。然而,Janson等[35]研究发现使用Ⅱ类牵引或口外弓治疗Ⅱ类1分类错牙合患者,上下颌切牙的根尖吸收量差异无统计学意义,且根尖吸收主要是轻度的。Tieu等[36]认为只有有限的证据表明Ⅱ类1分类错牙合治疗增加牙根吸收的严重程度和患病率:使用任何治疗策略治疗Ⅱ类1分类错牙合畸形可产生相似的牙根吸收量,并且与任何其他类型错牙合畸形治疗报告的牙根吸收量相当。Fernandes等[37]研究认为,覆盖较大的患者正畸牙根吸收发生率较高,而覆牙合较深患者正畸牙根吸收发生率较低。也有文献指出单纯的错牙合类型与牙根吸收严重程度之间并无关联[17,38]。总的来说,单纯的错牙合畸形类型对OIIRR的影响并无一致结论,安氏Ⅱ类错牙合(尤其是1分类)患者的诊疗中可能需更加密切关注牙根吸收情况。

1.5 牙位、牙龄及牙根形态

有研究显示,正畸治疗中,上颌中切牙的牙根吸收最为常见[1]。上颌中切牙牙根和侧切牙牙根的紧密位置关系、牙根周围的牙槽骨皮质骨、切牙管,以及常见的压低和内收移动被认为是上中切牙牙根吸收潜力高的原因[39]。就牙齿类型而言,上颌和下颌切牙更容易发生OIIRR,这可能与这些牙齿的单根形态有关[40];多根牙齿可能更能抵抗牙根吸收,但并不排除这些牙齿发生OIIRR的可能[41]。姜若萍等[42]研究认为牙根吸收在上下颌之间差异无统计学意义,而在前后牙区之间差异有显著性。前牙比后牙发生更多的牙根吸收,且较易发生在切牙,这可能与前后牙的位置和牙齿移动方式有关:前牙接触到皮质骨的机会远大于后牙,前牙移动的距离一般也比后牙大。

Linge等[43]发现11岁以后开始正畸治疗比11岁之前发生更多的牙根吸收。Li等[44]选择524例年龄10～15岁的患者作为样本,证实在相同的正畸治疗期间,与完全发育的牙根相比,未完全发育的牙根吸收风险相对较低。这些结论也支持治疗开始年龄对OIIRR影响的推测。

Brezniak等[45]认为,牙根形态狭窄、弯曲可能更容易发生牙根吸收并且程度更高。Marques等[46]研究了采用方丝弓治疗后切牙出现严重吸收的患者,认为治疗前锥形牙根是重要的危险因素。这一观察结果可以解释为,所施加正畸力的轴向分力被最大限度地传递到根尖区域,导致局部的缺血性坏死,抑制前牙骨质、成牙骨质细胞并允许破牙本质细胞定植。因此,观察到异常牙根形状,尤其是狭窄的锥形根时应谨慎考虑,时刻监测医源性根尖损伤的发展。然而,Weltman等[47]通过系统评价认为治疗前牙根形态对OIIRR的影响非常轻微。

1.6 治疗前牙根吸收情况

Marques等[46]的研究发现治疗后根吸收值与治疗前的牙根吸收成正相关关系。但是其他学者的研究中,发现有严重根吸收的患者和对照组患者在治疗前根吸收的发生率是同等的[48]。可以认为,未经正畸治疗即存在牙根吸收的患者,可能本身存在对牙根吸收的易感性或遗传史,可能相对更容易发生正畸牙根吸收。

1.7 治疗前牙外伤史和根管治疗史

有部分研究发现正畸治疗前外伤牙齿牙根吸收发生率较高,然而,此类研究多为观察性研究,质量很低[49]。也有研究推测,如果外伤牙齿出现牙根吸收迹象,其OIIRR的风险将增加;但如果没有出现牙根吸收迹象,外伤牙齿和非外伤牙齿OIIRR的风险相当,均较低[50]。Weltman等[47]的系统评价同意上述假设,但他们同时提出,缺乏针对牙齿创伤患者的随机对照研究(randomized controlled trial,RCT)。目前,关于外伤牙正畸牙根吸收的证据仍然不足,需要更多的质量较高的研究。

有观点认为根管治疗后的牙齿发生正畸牙根吸收的可能性降低,因为牙髓的缺失可能在炎症过程、退行性变化和牙根吸收中发挥重要作用。有研究发现与活髓牙相比,根管治疗牙齿的牙根吸收量明显减少,具有统计学意义,但平均差异很小,可以认为无临床意义[51]。这与另一项系统综述部分一致[50],该综述报告在正畸治疗期间,进行根管充填牙齿的牙根吸收风险并不低于活髓牙(无临床意义)。Villaman-Santacruz等[52]的系统评价分析了6项观察性研究,也认为非活髓牙影响OIIRR的证据有限。

2 治疗相关因素

2.1 牙移动方式和根尖位移量

牙齿往返移动、压低移动、重力倾斜移动、转矩移动可能更易造成牙根吸收,因为这些移动方式力量集中于根尖部。其中,牙齿压低移动可能是增加OIIRR发生率和严重程度的最佳预测因素,这可能与此运动下根尖承受的更大压力和应力部分相关[40]。Linkous等[15]利用多元线性回归分析,认为牙齿的各种移动方式可以解释OIIRR 80%的变化;切牙移动的所有方向都增加了根尖周吸收的风险和程度,而压低移动是OIIRR最强的预测因子。

de Freitas等[53]发现,拔牙组上颌中切牙根尖的水平向位移与牙根吸收具有相关性,根尖向后位移越多,牙根吸收量越多。Motokawa等[39]选择上颌中切牙牙根重度吸收组和无吸收组进行比较,发现两组在根尖和切端的水平向位移以及根尖的垂直向位移差异有统计学意义,牙根重度吸收组位移量大于无吸收组;还发现牙根重度吸收组的切牙内收角度大于无吸收组。王玉兰等[54]研究认为,上颌中切牙切端的水平向位移与牙根吸收具有正相关性;上颌中切牙牙根吸收与根尖至唇侧皮质骨的距离具有负相关性。根尖位移量越大,或超出牙槽骨限制和改建限度,更容易导致牙根吸收。可以认为,根尖水平位移、根转矩与牙根吸收相关,根尖向后位移越多、舌向转矩越大、越接近腭侧骨皮质,牙根吸收量越大。

2.2 矫治力和矫治时间

Ballard等[55]认为持续力比间歇力更易导致牙根吸收,间歇力可能更符合牙齿移动的生理状态。Roscoe等[56]纳入21项研究进行系统评价,认为力水平增加与根吸收增加存在正相关关系,证实牙齿间断运动对减少牙根吸收有益。Weltman等[47]纳入13项固定矫治的随机临床试验,认为正畸治疗中用力过大可能尤其有害,有证据支持轻力的使用,尤其在切牙的压低治疗时。Theodorou等[57]纳入12篇文章,通过系统评价认为,0.5～1.0 N的力应用于正畸牙齿移动,患者舒适度似乎最佳,并且可能显示较少的副作用(牙根外吸收),但证据并不充足。Currell等[38]纳入25篇文章、24项独立试验,通过系统评价认为只有非常少的证据支持牙根吸收与力的增加、力的持续及压入力有正相关关系,认为根吸收患者暂停治疗可能会减轻病情。大部分证据支持使用轻力、间歇力且牙根吸收时暂停加力可能有恢复作用。

多数研究认为治疗时间与牙根吸收呈正相关关系,严重的牙根吸收与疗程密切相关[1,17]。Levander等[58]研究表明,在正畸治疗开始后的6～9个月内,牙根吸收率为34%,在第19个月时,牙根吸收率增至56%。Maués等[59]研究发现正畸治疗时间超过3年的患者容易发生严重的牙根吸收。姜若萍等[42]研究认为疗程与治疗后平均根吸收值正相关,这与大多数同类研究结果一致。因此,在临床工作中应警惕疗程长患者的牙根吸收,甚至出现严重的牙根吸收。然而,也有研究得到治疗持续时间对根尖吸收没有明显影响[15,60]。

2.3 矫治器种类

一般来说完善的矫治技术不会加重根吸收。Zhang等[61]评估使用Damon标准转矩和高转矩自锁托槽治疗双颌前突、拔除第一前磨牙患者牙根吸收的差异,发现治疗后上下颌前牙EARR无明显差别。Qin等[62]研究认为传统托槽与自锁托槽在拔牙病例矫治中牙根吸收程度差异无统计学意义,而Villaman-Santacruz等[52]进行的系统评价也证实了这一观点。同样的,Weltman等[47]早些年的系统评价认为,正畸诱导牙根吸收不受弓丝顺序和托槽种类的影响。Lopatiene等[63]认为陶瓷托槽较金属托槽导致患者牙根吸收的发生率高,可能与使用陶瓷托槽摩擦力较大有关。不同矫治器对牙根吸收的影响尚无充分证据,可能受个体差异和临床操作的影响较大。

近年来,透明矫治器治疗变得流行。与固定矫治器治疗相比,透明矫治器的粘接部件和对牙齿的机械影响都不同,因此预期可以影响牙根吸收。Aman等[13]认为正确使用透明矫治器可最大程度减少牙根吸收量。Gandhi等[64]研究结果表明,相比直丝弓矫治器,有部分病例使用透明矫治器有效减少了正畸牙根吸收。Fang等[65]对11项研究进行Meta分析后认为,目前的证据表明,透明矫治器可能无法避免牙根吸收,但相比固定矫治器,牙根吸收的发生率和严重程度均较低。透明矫治器可能会成为减少牙根吸收的解决途径之一。

2.4 正畸治疗方法

2.4.1 微种植体 Barros等[66]研究37例需要最大前牙内收并拔除了2个上颌前磨牙的患者,第1组由22例未使用种植钉内收前牙的患者组成;第2组包括15例使用种植钉内收前牙的患者。根吸收的组间差异无统计学意义,但第2组中严重根吸收患者人数明显增加。近年来,在关于种植钉辅助牙齿压低的系统评价中,基于临床研究和动物实验的结果,可以认为种植钉辅助牙齿压低是OIIRR的风险因素[67]。

2.4.2 微小骨穿孔及骨皮质切开 研究已经证明了微小骨穿孔术通过增强炎症标志物的表达来加速牙齿移动。有研究对患者第一前磨牙牙根近中侧和远中侧以5 mm的深度进行微小骨穿孔,以对侧前磨牙作为对照,发现使用微小骨穿孔的前磨牙平均牙根体积损失比对照牙大42%,证实微小骨穿孔可能会加重正畸牙根吸收[68]。也有研究在大鼠体内实验中发现,在上颌磨牙附近进行骨皮质穿孔时,牙根吸收增加[69]。然而,有学者研究了应用外科手术牙周辅助加速成骨正畸(periodontally accelerated osteogenic orthodontics,PAOO)和压电切割PAOO两种方法矫治双颌前突畸形,证实两种PAOO手段均未引起明显的牙根吸收(0.34 mm,0.51 mm)[70]。

2.4.3 减数拔牙 Motokawa等[39]研究认为拔牙矫治比非拔牙矫治的牙根吸收的发生率大,可能与拔牙矫治疗程长、牙齿移动距离大等有关。Linkous等和Bayir等[1,15]的研究也证实拔除前磨牙显著增加了牙齿移动量和EARR发生的概率。Silva等[8]使用多元线性回归评估了195例需要正畸治疗的患者,认为前磨牙拔除是OIIRR重要的预测因素。Marques等[46]研究了采用方丝弓治疗的切牙出现严重吸收的患者,认为第一前磨牙的拔除是切牙严重牙根吸收的重要危险因素。Deng等[3]纳入12项研究进行Meta分析,证实拔牙病例比非拔牙病例的牙根吸收更多。可以认为,拔牙矫治,尤其是拔除前磨牙的矫治是OIIRR的危险因素,在该类患者正畸治疗过程中应谨慎监控。

2.4.4 牵引阻生尖牙 一般认为牵引阻生尖牙,尤其是与切牙位置邻近的阻生尖牙,可能会引发切牙的牙根吸收,影响疗效[71];同样的担忧也存在于决定不拔除阻生尖牙的病例中。因此我们想讨论这种临床情况的可能结果。Arriola-Guillén等[72-73]比较上颌切牙在单侧或双侧阻生尖牙牵引后的牙根吸收情况,证实上颌切牙在单侧或双侧尖牙牵引后OIIRR未显示出统计学差异。他们纵向回顾研究45例上颌阻生尖牙病例,根据正畸牵引的复杂程度分为低复杂度组和高复杂度组,证实各组矢状、冠状和轴状上颌切牙的OIIRR之间无显著差异,牵引复杂度对上颌切牙OIIRR无影响。Brusveen等[74]评估上颌尖牙阻生作为正畸根尖吸收的危险因素,研究尖牙的萌出路径相对于中线的倾斜度、侧切牙牙轴及牙根的发育以及阻生尖牙的垂直位置对于上颌切牙OIIRR影响。证实在患病组和对照组之间,或在同一受试者的患侧和对侧的切牙之间,上颌切牙的根尖吸收无显著差异。

3 总 结

正畸牙根吸收与患者自身情况和正畸治疗都密切相关。由于缺少数量足够的高质量研究,OIIRR各类风险因素的证据水平均较低。目前,较多证据支持的OIIRR危险因素有:患者年龄较大、遗传易感性、前牙(尤其切牙)、尖锐窄根、矫治力过大、矫治周期过长、根尖水平位移量较大、牙齿压低移动、拔牙矫治等。正畸牙根吸收是正畸学界的研究热点,目前临床上主要采用轻力、间歇性加力等方式来降低牙根吸收的程度。随着对OIIRR影响因素的进一步研究以及影像学检测技术的不断发展,通过对患者相关因素的排查分析和治疗相关因素的精细控制,牙根吸收的有效降低途径及早期诊断方法将不断取得突破。

利益冲突声明:所有作者声明不存在利益冲突。