Spee曲线在正畸中的研究进展

肖 沛,俞燕芳,杨海萍,何福明

Spee曲线是人类牙列中自然形成的矢状向生理性曲线。1980年,德国解剖学家Spee等通过研究人颅骨样本首次将Spee曲线定义为圆柱上与下颌髁突前表面以及磨牙咬合面相切的曲线[1]。目前临床上Spee曲线指矢状面上从下颌磨牙颊尖延伸到中切牙切缘的一条曲线,具体指连接下颌切牙的切缘、尖牙的牙尖、前磨牙颊尖以及磨牙近远中颊尖的连线[2]。Spee曲线是一条凹向上的曲线,又称为下颌牙列的纵牙合曲线(图1～2)。

Spee曲线增加了磨牙间咀嚼食物时咬合力的剪压比,并可防止杠杆效应,提高了咀嚼效率[1,3]。Andrews[4]将Spee曲线纳入正常牙合六项标准,指出在正常牙合中Spee曲线排列较为平直,整平Spee曲线应该是正畸治疗的目标。Fueki等[5]也发现牙合曲线更平坦的受试者表现出更好的食物咀嚼能力。此外,Spee曲线使得下颌前伸时前牙引导,后牙分离。在咬合重建中建立与髁突引导、牙尖高度以及牙合平面相协调的Spee曲线对咬合稳定及平衡至关重要[6]。

图1 弯曲Spee曲线Fig.1 The curved curve of Spee

图2 平直Spee曲线Fig.2 The flat curve of Spee

1 发展过程

Spee曲线的形成和发展与一系列因素有关,包括牙齿的萌出、口颌面结构的生长以及神经肌肉系统的发育等。最近,Marshall等[7]使用有限元模型模拟牙齿萌出和咀嚼运动,提出下颌功能以及上下颌之间的关系与牙合曲线的发展有关。

Spee曲线深度随生长发育过程逐渐变化。Andrews[4]认为Spee曲线有随时间加深的自然趋势,因为下颌向下向前生长有时比上颌更快且持续时间更长,下前牙受上前牙和唇部限制而被迫向后向上生长,通常导致下前牙拥挤、覆牙合增大及Spee曲线加深。Marshall等[8]记录了33例具有正常骨面型及安式Ⅰ类咬合的受试者从4岁到26岁中7个时间点Spee曲线的变化,发现乳牙列的Spee曲线深度较为平坦(0.24～0.25 mm),替牙列时期随着下颌切牙及第一磨牙的萌出,Spee曲线显著加深(1.32 mm),随后保持不变,直到第二磨牙萌出时Spee曲线增加到平均2.17 mm,16岁青少年时期Spee曲线深度轻微减小(1.98 mm),直至26岁基本保持稳定(2.02 mm)。乳牙列Spee曲线更平坦可能与乳牙和恒牙牙齿形态及牙尖高度存在差异有关。该研究也提示Spee曲线深度与下颌切牙及磨牙的萌出相关。Massaro等[9]及Carter等[10]均发现Spee曲线深度在13至17岁时减小,但随后在17 至 48 岁时保持稳定,Spee曲线的减小可能与13岁后下颌第二磨牙萌出结束有关。多项研究表明Spee曲线在成年后深度变化不大,保持相对稳定,可能是因为成年后牙齿排列及咬合趋于稳定。

此外,Veli等[11]研究了不同安式分类错牙合畸形Spee曲线深度及其与牙齿垂直萌出的关系,发现前牙的垂直萌出对安式Ⅰ类和Ⅲ类患者的Spee曲线深度有显著影响,而后牙的垂直萌出对Ⅱ类2分类患者的Spee深度有显著影响。目前关于Spee曲线形成机制和发展过程的研究较少,认知较有限,还有待更多高质量临床研究的结果。

2 影响因素

文献中报道在个别正常牙合中Spee曲线深度平均值在1.6～2 mm,在错牙合畸形中由于牙齿的错位,Spee曲线可能更深[12-14]。多项研究报告性别不是其影响因素,左右侧牙弓Spee曲线深度差异也无统计学意义[11,15]。研究表明Spee曲线深度受错牙合畸形、覆牙合覆盖、颅颌面形态等多方面因素影响。

2.1 磨牙关系

安式Ⅱ类错牙合畸形常伴随较深的Spee曲线以及深覆牙合深覆盖[16-17]。Shannon等[18]测量了正畸前患者的Spee曲线深度,发现安式Ⅱ类患者的Spee曲线比安式Ⅰ类更深。Veli等[11]测量了200例错牙合畸形患者的Spee曲线深度,指出Spee曲线在不同安式分类组别中有较大差异,其中安式Ⅱ类组(1分类2.46 mm,2分类2.39 mm)>安式Ⅰ类组(1.94 mm)>安式Ⅲ类组(1.77 mm)。与其研究结果类似,Sayar等[12]也发现Spee曲线在安式Ⅱ类中最深(2.9 mm),安式Ⅰ类组Spee曲线为2.3 mm,而在安式Ⅲ类中相对平坦(2.1 mm)。

2.2 覆牙合和覆盖

深覆牙合和深覆盖的矫正是正畸治疗中的常见问题,在矫正中常伴随Spee曲线的整平[16,19]。研究发现覆牙合和覆盖是Spee曲线深度非常重要的影响因素之一。根据Spee曲线深度,Bülent等[20]将137例未接受过正畸治疗者分为平坦组(≤2 mm)、正常组(>2 mm且≤4 mm)和深度组(>4 mm),应用多元回归分析发现Spee曲线深度随着覆牙合和覆盖的增加而加深,且覆牙合单个指标对Spee曲线深度的贡献率达17.3%。类似地,Kagaya等[21]在79名安式Ⅰ类日本人的研究中通过Monson球面来计算牙合曲线半径,发现覆牙合在所有因素中对Spee曲线深度的影响最大,在多元线性回归中贡献率达10.9%。此外,Lie等[22]发现正畸治疗后Spee曲线的复发也与覆牙合和覆盖的复发紧密相关。这些结果提示正畸医生在深覆牙合深覆盖患者的矫正中常要考虑Spee曲线的整平与保持。

2.3 颅颌面外形

Spee曲线深度在个体之间差异较大[23]。Kumar等[24]在综述中指出颅面形态只是影响Spee曲线发展的众多因素之一。多元回归分析发现颅颌面形态可解释Spee曲线变化的20%～30%[20,25]。Laird等[26]认为颅骨及颌骨形态与Spee曲线显著相关,牙槽骨前突的个体Spee曲线更平坦。Farella等[27]进行多元线性回归分析,发现Spee曲线与后前面高比(S-Go/N-Me(%))、下颌骨与颅骨的前后位置关系(SNB)及牙列相对髁突的水平位置(O-M)有关。类似地,Foletti等[28]也发现在20例接受正畸正颌联合治疗的安式Ⅱ类短面患者中,术前Spee曲线深度与骨骼间矢状位置关系(SNB、ANB)显著相关。

关于Spee曲线与上下颌牙齿位置及唇倾度相关性的研究中,Bülent等[20]发现下颌中切牙长轴到面平面角度(L1-NPg)及NB平面的角度(L1-NB)和距离(L1-NB)与Spee曲线深度相关。此外,一些研究报道了Spee曲线和软组织之间的关联。Mew等[29]认为Spee曲线深度的增加与舌头等软组织的横向扩展有关。Cheon等[13]发现在个别正常牙合中,Spee曲线深度随上唇点到审美平面的距离以及面型角(G-Sn-Pog′)的增大而加深。

2.4 其他因素

Halimi等[30]认为不同的垂直骨面型影响Spee曲线的深度,在90名安式Ⅰ类年轻成人中研究结果显示不同下颌平面角组别中Spee曲线深度不同,其中低角组(1.74 mm)>高角组(1.45 mm)>均角组(1.32 mm),但三组间差异无统计学意义。该团队一年后在不同安式分类错牙合畸形的研究对象中也发现低角组Spee曲线较均角及高角组更深的类似结果[25]。此外,Fiorin等[31]对中世纪人群头骨的牙齿咬合进行研究,发现牙齿磨耗会影响Spee曲线深度,过度磨耗会导致反向Spee曲线。Kanavakis等[32]研究颞下颌关节紊乱的症状体征与牙合曲线的相关性,发现颞下颌关节弹响的患者与正常患者相比,Spee曲线更平坦。目前多数研究纳入的样本量有限,且研究之间异质性较大,缺乏高质量系统评价及Meta分析,难以得出一致的结论[33]。且大多数研究均局限于一种因素对Spee曲线的影响,大量相关因素的综合分析及大样本回归分析还需继续探索。

3 Spee曲线的测量

3.1 测量仪器

传统方法常使用直尺、游标卡尺[8]以及Broadrick咬合平面分析仪[6]等在石膏模型上直接测量Spee曲线深度。这些方法仅限于在牙弓内测量,易操作性及可重复性不高。随后,一些研究使用数码相机拍摄牙弓模型图像,并通过数学计算及数字化软件进行间接测量及分析[14,27]。随着3D数字化技术的发展,使用扫描仪扫描传统石膏模型或直接口内扫描被广泛用于创建3D虚拟模型、重建Spee曲线并可使用专用测量软件进行精确测量[9,13]。多项研究报道,相比传统的石膏印模及间接扫描,使用口内扫描仪可以获得更可靠且精准的数字模型测量结果[34-35]。

3.2 测量方法

目前关于Spee曲线深度的测量方法尚未统一。在20世纪后期,Braun等[36]使用左右侧牙尖到牙合平面的最大深度之和,Bishara等[37]则使用垂直距离之和的平均值记为Spee曲线深度值。最近,Casazza等[38]分析了469例患者的头颅侧位片,得出使用下颌骨参数估计个体Spee曲线半径的回归公式:Spee曲线半径=0.624×(下颌体长度-升支长度+Bonwill高)+26.583。近期大部分学者使用的方法是测量切牙到第一磨牙近中颊尖到牙合平面的垂直距离,以测量所得的最大深度记为单侧Spee曲线深度,整个牙弓Spee曲线深度为左右侧的平均值(图3～4)[11-12]。无论是在个别正常牙合还是错牙合畸形患者的研究中,大多数研究均报道Spee曲线的最深处在下颌第一磨牙的近中颊尖点[11,13,39]。Spee曲线的最深处在正畸过程中会发生移动,Lie等[22]发现正畸治疗中曲线最深处较治疗前向远中移位,而在治疗结束保持3年后又向近中移动。对于Spee曲线的测量国内外尚无明确的专家共识,而使用不同测量方法增加了研究间的异质性,Spee曲线的测量方法丞待规范及统一。

图3 牙合平面Fig.3 The occlusal plane

图4 测量牙齿颊尖到牙合平面的垂直距离Fig.4 Measurement of the perpendicular distance from buccal cusp tips of the teeth to the occlusal plane

4 Spee曲线的整平

弯曲Spee曲线的整平需要增加牙弓长度,Cho等[40]发现测量参考点的选择会影响所需长度的估计,当牙尖点作为参考点时所需的额外牙弓长度被低估,而使用近端最大凸度测量更准确。

Spee曲线的整平常伴随深覆牙合深覆盖的矫正。压低前牙、伸长后牙或这两种方法相结合是矫正Spee曲线的常用手段,且使用直丝弓技术或片段弓技术均可有效整平Spee曲线[41-43]。Rozzi等[15]使用单一连续平直弓丝整平不同垂直骨面型患者的Spee曲线,发现会造成低角患者下颌切牙唇倾和压低,高角患者下颌磨牙伸长和直立。因此,对于高角及低角患者整平Spee曲线时要注意选择正确的方法。同时,牙齿压低会造成下颌切牙唇向外展,有牙龈退缩风险,且压低时根尖的应力集中易导致牙根吸收[44-45]。为了克服这一问题,最近de Brito等[46]提出了一种新的Spee曲线整平方法,利用三维有限元模型定位理想的施力点于距尖牙牙冠中心远中2 mm处,以三段式片段弓技术实现了无唇倾及舌倾的纯下颌切牙压低。

除了固定矫治器,透明矫治器也可用于Spee曲线整平,且可使用支抗钉、Ⅱ类牵引橡皮圈等辅助矫正[47-49]。Staderini等[17]在一项病例报道使用透明矫治器加Ⅱ类牵引橡皮圈成功矫正安式Ⅱ类1分类的深覆牙合患者,最终Spee曲线平坦,且在矫治后4年随访具有良好的稳定性。

综上,Spee曲线的整平可以使用不同的矫正方法,在临床中正畸医生应谨慎评估,在矫治过程中使用间断轻力,控制下颌唇倾程度,并定期拍摄X线片观察牙根吸收情况。目前关于Spee曲线整平方法的研究仍较少,且缺乏高质量的大样本量随机对照研究。

5 保持与复发

正畸治疗结束后,牙齿排列有返回到原始位置的倾向,整平的Spee曲线也有恢复其原始状态的趋势。目前多数研究认为矫正后Spee曲线深度整体趋于稳定。Ahammed等[50]发现正畸结束后Spee曲线平均深度为0.74 mm,在2.6年后其平均深度为0.61 mm,两者差异无统计学意义。在一项观察长达6年的研究中,De Praeter等[51]发现与前牙拥挤以及覆牙合复发相比,整平Spee曲线是相对稳定的。Shannon等[18]也发现两年随访后虽然患者有不同程度的复发,但治疗结束后Spee曲线总体稳定,复发程度为0.26 mm(16%)。

文献报道正畸矫正过深的Spee曲线后其复发与覆牙合覆盖、颅颌面形态等因素有关。Rozzi等[52]发现Spee曲线的复发受垂直骨面型影响,高角组患者在2年后比低角组具有更好的稳定性,这可能与压低下前牙造成的前牙外展不稳定有关。Pollard等[53]研究初始覆牙合>50%的患者正畸治疗10年后稳定性,发现高角组覆牙合的复发率最低(0.1 mm),显著低于低角组(1.2 mm)及正常组(1.4 mm)。另有研究发现Spee曲线的复发与拥挤度、覆牙合及覆盖的复发相关,且正畸治疗后使用固定保持器的患者在7年后Spee曲线复发率明显低于使用可移除的活动保持器的患者[18]。Preston等[42]发现在治疗结束时Spee曲线未能完全整平的患者较完全整平的患者具有更高的复发率。因此,在临床中,若某些患者具有Spee曲线复发的高风险因素,则需谨慎制定治疗计划和保持策略,如尽可能矫平Spee曲线并在正畸后增加佩戴保持器的时间等,以使他们获得最稳定的结果。

6 总结与展望

Spee曲线在咀嚼功能、咬合稳定中发挥重要作用,其深度受磨牙关系、覆牙合、覆盖、颅颌面形态及咬合等因素的影响。可通过压低前牙、伸长后牙等方法整平Spee曲线。在临床工作中应结合头颅侧位片、全景片及锥形束CT的测量及分析选择合适的正畸方案以整平Spee曲线。Spee曲线整平后较为稳定,但对于复发高风险人群,应采取合理的保持策略。尽管Spee曲线很重要,目前对于Spee曲线的研究仍较少。缺乏多方面因素对Spee曲线深度影响的大规模回归分析以及对其形成机制、发展过程的长期前瞻性研究的证据。不同矫正方法的比较及复发也缺乏多中心大样本随机对照研究。关于Spee曲线目前认知仍较有限,仍需要大量高质量研究进一步探索。