上颌前方牵引矫治骨性Ⅲ类错畸形远期疗效稳定性的研究进展

徐书奎 张珊 谢新宇 马文盛

河北医科大学口腔医院正畸科 河北省口腔医学重点实验室河北省口腔疾病临床医学研究中心 石家庄 050017

1 上颌前方牵引疗效的远期稳定性的研究进展

上颌前方牵引治疗结束后，矫治效果能否持续至发育期结束而不复发，目前国内外存在争议。如Palma等[5]对上颌前方牵引治疗后的患者进行了长达10年的随访，共观察到81.8%的患者治疗效果较稳定；而Mandall等[4]研究中则认为即使上颌前方牵引有助于减少后期接受正颌手术的可能性，但仍有36%的患者由于Ⅲ类生长复发而需要接受正颌手术的治疗。对于上颌前方牵引远期疗效是否稳定，仍有待进行长期的回顾性研究。

1.1 维持上颌前方牵引远期疗效的因素

有学者[5,11-22]认为前方牵引治疗结束后下颌骨已经发生适度的旋转生长，上颌骨的生长维持稳定，因此治疗的远期效果稳定。

1.1.1上颌骨的剩余生长稳定 有研究对于上颌骨疗效的稳定性持肯定的态度，认为在前方牵引后上颌骨的矢状向剩余生长并未表现出明显的反弹趋势，如Palma等[5]研究中上颌骨在经过前方牵引后，约10年的随访期间髁突点-上牙槽座点（Co-A）距离平均增加了3.2 mm，其增长速率与Ⅰ类对照组相似，表明上颌骨在矢状向上无明显的复发；Pangrazio-Kulbersh等[11]发现在约7年的随访期间上颌骨A点平均继续前移了0.35 mm，并且蝶鞍中心点-鼻根点-上牙槽座点（SNA）角与Co-A距的测量值随着时间推移保持稳定，表明在随访期间上颌骨的矢状向位置稳定性较高。这些研究[12]结果均表明上颌前方牵引治疗对上颌骨的生长具有持续的影响。同时在矫治结束时，由于颌间位置关系并未完全达到自然功能状态下的平衡，因此在随访观察期间，上颌骨仍然可能出现旋转生长[13]：如Kwak等[14]研究中发现前方牵引矫治结束后上颌骨会发生1°左右的逆时针旋转生长；Pavoni等[15]认为随访观察期间上颌骨的旋转生长量与治疗期间SNA角的变化量呈显著正相关。因此，在矫治结束后，临床医生应关注患者鼻颌复合体的旋转生长变化，这有助于医生判断患者的疗效是否达到功能状态下的稳定。

1.1.2下颌骨的旋转生长 下颌骨的旋转生长对于骨性Ⅲ类错治疗的远期效果具有重要的意义，因为它影响着治疗后颌间骨性位置关系的稳定性及颅面骨骼的协调性。研究表明未经矫治的骨性Ⅲ类错下颌骨在发育过程中常发生旋转生长现象，如Franchi等[16]研究中发现随着生长发育，骨性Ⅲ类错下颌骨发生顺时针旋转生长。

有研究认为前方牵引面具在一定程度上限制了下颌骨的生长，且在矫治结束后仍然使下颌骨保留了一定的顺时针旋转生长趋势，Palma等[5,16]认为适度的顺时针旋转生长可以掩盖部分下颌的生长量，有助于维持矫治后的矢状向颌间关系；同时，Kwak等[14]发现前面高（鼻根点-颏下点距离）增加与治疗前上下牙槽座平面-下颌平面角（ABMP角）及眶耳平面-下颌平面角（FMA角）的大小具有显著相关性，即在治疗前AB-MP角或FMA角越大，患者垂直向异常指数（overbite depth indicator，ODⅠ）越趋向于减小。以上研究表明生长过程中这种适度的下颌顺时针旋转有助于前、后面高的协调，同时可以协同上颌的生长，对患者凹陷的侧貌轮廓进行一定程度的掩盖[17]；但对于高角垂直骨面型患者而言，临床中应加强对其垂直向生长的关注。同时也应注意到，如果治疗中上颌骨的矢状向生长或前移很少，而更多地由下颌顺时针旋转生长对矢状向颌间关系进行掩盖，那么这样形成的假性Ⅰ类矢状向颌间关系往往很容易复发[18-19]。

对于随访期间下颌骨旋转生长的方向同样具有争议。与上述认为随访期间下颌骨倾向于顺时针旋转的研究不同，Franchi等[16]研究中发现在矫治结束约9.3年后，下颌B点倾向于向后、上移位，下颌前部存在逆时针旋转形变，并认为这种逆时针旋转机制有利于在治疗后限制下颌骨沿髁突点-颏顶点（Co-Gn）距的线性生长。也有研究认为在随访观察期间下颌骨出现逆时针旋转可能是对矫治期间下颌骨顺时针旋转的生长补偿：如Cozza等[20]在上颌前方牵引过程中使患者下颌佩戴了可摘垫矫治器，拟对颌间垂直向高度进行控制，在前牵过程中下颌平面-眶耳平面角（MP-FH角）增加了0.9°，在矫治结束2年后观察到MP-FH角减小了0.6°，而Ⅲ类对照组全程保持增加的趋势；Baccetti等[21]研究中患者下颌骨同样表现为这种旋转模式，矫治中下颌平面-腭平面角（MP-PP角）增大，矫治结束1年后MP-PP角减小，并且该研究发现混合牙列早期开始矫治的患者垂直面型的变化程度要小于混合牙列晚期开始矫治的患者。也有研究认为下颌骨逆时针旋转生长可能与不良的远期效果相关[22]。在随访观察期间下颌骨逆时针旋转生长与Ⅲ类生长复发的相关性仍有待进一步研究。

1.2 造成上颌前方牵引远期疗效不佳的因素

部分学者[13,18,21,23-27]认为前方牵引矫治远期疗效稳定性较差，主要认为前方牵引治疗并未改变患者的Ⅲ类生长，上颌骨的生长速度在去除外界的干预后可能再次逐渐放缓，并且下颌骨在生长发育高峰期可能发生异常的生长加速。

1.2.1上颌骨发育不足的复发趋势 有研究认为治疗所形成的上颌骨加速生长效果将在主动治疗结束后逐渐消失，上颌骨的生长状态将反弹回矫治前的Ⅲ类状态：如Lin等[18]在meta分析中发现，在矫治结束后SNA角、上牙槽座点-鼻根点-下牙槽座点角（ANB角）相对于对照组明显减小，反映了颌间Ⅲ类矢状向关系的复发趋势；Lee等[13]3年随访研究中，SNA角平均增加0.28°，与未矫治的Ⅲ类对照组无明显统计学差异，同时研究指出，随着随访观察时间延长，上颌骨的消极生长状态将逐渐抵消掉矢状向上的前方牵引矫治疗效；Westwood等[28]5年以上的随访研究中观察到前方牵引组Co-A距平均增加6.8 mm，与Ⅲ类对照组的6.2 mm无明显统计学差异；同时，前方牵引组SNA角平均增加0.2°，而Ⅲ类对照组平均增加1.3°。这些研究均肯定前方牵引治疗的短期矫形疗效，但同时也认为上颌骨的加速生长效果只是其在治疗期间对矫形外力的适应性改建结果，治疗并未从根本上改变上颌骨的生长状态。

也有研究认为治疗后上颌骨的水平向剩余生长同样具有复发趋势。Gautam等[29]研究中发现前方牵引结束后，上颌的三维有限元模型前部的应力分布节点有向内侧移位的趋势，即上颌前部存在较明显的水平向收缩趋势。既往研究如Elnagar等[1]已指出骨性Ⅲ类上颌骨常伴随的水平向宽度不足在生长过程中并没有自发纠正的趋势，因此临床中在上颌前方牵引治疗的同时，对水平向发育不足的上颌骨进行扩弓是必要的。但Lee等[13]研究结果表明，上颌前方牵引中是否联合扩弓治疗对上颌骨矫治后矢状向生长的影响并不明显，因此对于上颌骨宽度正常的骨性Ⅲ类错患者常规联合上颌扩弓治疗的必要性不大[23-24]。

1.2.2下颌骨的过度生长 在矫治中，上颌前方牵引对下颌骨的生长有一定的抑制作用，Baccetti等[21]认为这可能与髁突生长方向的改变有关，经过上颌前方牵引患者的髁突呈向上、向前的生长，而未经矫治的骨性Ⅲ类患者髁突呈向上、向后的生长[16]。然而由于下颌骨的生长发育期长于上颌骨，尤其是骨性Ⅲ类患者可能在16~21岁时下颌骨仍有较明显的生长，Tejedor等[25]研究也指出矫治结束后颌间矢状向骨性关系的长期变化主要是由于下颌骨的变化造成。因此，如果下颌骨在治疗结束后出现快速的反弹式生长及旋转往往会增大复发的可能性，如前述Pangrazio-Kulbersh等[11]研究中即使观察到了上颌骨SNA角与Co-A距的良好变化，但由于在治疗结束后下颌骨相较于上颌骨具有更快的生长速度，导致矢状向颌间关系与Ⅲ类对照组具有相似的生长趋势，其中ANB角平均减小2.18°，Witwatersrand（Wits）值平均减小2.09 mm。

矫治结束的时间点对下颌骨的剩余生长有重要影响。研究[26]表明，11~15岁未经治疗的骨性Ⅲ类患者的下颌骨存在生长加速现象。Rutili等[3]在约3.8年的观察研究中发现，Co-Gn距平均增加8.4 mm，并指出这种生长加速将对颌间骨性关系产生不良影响。Lin等[18]发现在矫治结束2年以上时，前方牵引组蝶鞍中心点-鼻根点-下牙槽座点角（SNB角）的变化与未矫治的Ⅲ类对照组相似，平均增加0.8°~1.63°，同时ANB角减小1°~2°。虽然矫治开始时间较早可能获得更多的骨效应[21]，但如果矫治结束时患者位于青春生长高峰期之前，下颌仍具有较高的生长潜力，那么可能因下颌过度生长而导致复发[18]。因此矫治结束的时间点或者矫治后保持措施持续的时间可能比矫治开始的时间点更能影响上颌前方牵引的远期疗效[23]。Meazzini等[27]也认为，使患者的青春生长高峰期仍处于治疗及保持的周期内反而可能是远期疗效稳定的关键。

1.3 提高上颌前方牵引远期疗效稳定性的措施

上颌前方牵引远期疗效是否稳定主要取决于：治疗期间疗效的累积能否对抗Ⅲ类生长的重建[5]。临床中可以通过提高主动治疗期间前方牵引的疗效来延长矫治对骨骼发育的干预时间，包括应用骨性支抗、过矫治以及在矫治结束后戴用保持器[27]。同时，在治疗期间也应注重纠正患者口颌系统的功能异常，如改正异常舌习惯、保持气道通畅等[30]，有利于在矫治后重新建立颌面部生长发育的动力平衡，从而建立稳定的咬合。

1.3.1 提高上颌前方牵引骨效应 由于上颌前方牵引矫治技术中矫形力主要通过支抗牙传递至颌骨，在矫治过程中不可避免地会出现上颌磨牙的近中倾斜或移动、上颌前牙的唇倾及拥挤等牙性变化。因此许多研究都在致力于增加上颌前方牵引的骨效应、减少牙效应[31]，如增加支抗牙的数量、增加上颌前方牵引支架的腭部基托面积以及应用颌骨内种植体进行骨性前方牵引[32]。也有研究在前磨牙先天性缺失的病例中尝试将对应的乳磨牙拔除，并进行体外根管治疗及根面处理等操作后再植，促使其形成牙槽黏连以作为骨性支抗[33]。

如今在增材制造技术的高速发展及正畸个性化矫治理念的推动下，使用CAD/CAM软件或3D打印技术进行设计与制造个性化矫治装置、对骨骼改建过程进行三维有限元分析及动态模拟等研究逐渐增多：如Kim等[22,34]研究中运用了3D钛合金打印技术，设计了能够良好贴合局部骨皮质轮廓的个性化钛板，减小了植入传统骨支抗时可能的感染、螺丝松动等风险，并于术前运用数字化图像模拟技术，对植入体位置的精确性进行测试。

1.3.2 过矫治在预防复发中的必要性 在进行上颌前方牵引治疗时，对治疗反应明显的患者往往能够在短期内纠正其牙性反，展现出良好的即刻治疗反应，而骨骼的改建则需要更长的时间来显现[35]，因此为了在主动治疗期间积累更多的骨性矫形疗效，往往应在形成正覆盖后继续佩戴上颌前方牵引装置，适当延长矫治时间。Westwood等[28]研究指出，前方牵引矫治的长期疗效主要由主动治疗阶段的矫形效果形成，而在治疗后并未明显改变Ⅲ类患者的生长状况；Pangrazio-Kulbersh等[11]研究中也发现，即使在矫治结束约7年后Wits值减小了2.09 mm，但由于主动治疗阶段的矫形效果，最终Wits值相较于未接受治疗时增加了1.76 mm。因此为了使骨性Ⅲ类错患者在经过上颌前方牵引治疗后能够尽可能地减少复发所带来的负面影响，临床上应在主动治疗期间尽量实现适度的过矫治，以对生长进行补偿并抵消矫治结束后Ⅲ类生长的部分复发量，如Liu等[36]研究中的矫治结束标准为达到中性甚至Ⅱ类咬合关系，前牙则建立至少3 mm的正覆盖。

1.3.3 矫治结束后的保持措施 在矫治结束后，由于患者仍具有颌骨生长潜力，可采取一些保持措施以维持疗效，目前在上颌前方牵引结束后应用的保持器有哈雷保持器（Hawley Retainer）、颏兜、法兰克Ⅲ型功能矫治器、改良牵开器等。也有学者在前方牵引结束后进行了Ⅱ期固定矫治，拟通过固定矫治获得功能性咬合，并维持正向的覆及覆盖[32]。Tejedor等[25]研究中在前方牵引结束后通过固定矫治来调整并稳定咬合，拆除固定矫治器后使患者上颌佩戴Hawley保持器，下颌则于前牙区粘接舌侧保持器，最终观察到在前方牵引结束10年后，有80%的女性及73.3%的男性保持良好未出现复发。Masucci等[37]研究中在前方牵引结束到固定矫治之间使患者佩戴下颌牵开器，最终发现前方牵引结束8年后有73%患者保持效果良好。综上，临床中应根据前方牵引结束时患者颌骨剩余生长的潜力来决定是否佩戴保持器以及佩戴保持器的类型和时长。

2 早期矫治骨性Ⅲ类错畸形的疗效预测及筛查

2.1 预测模型的相关研究进展

在为骨性Ⅲ类患者制定治疗计划前，如果医生能够对患者的Ⅲ类生长最终能否得到改良这一点提前进行判断，那么就能更加精确地制定一个长期的治疗计划。临床中除了需要详细记录患者的骨性Ⅲ类错是否存在遗传因素之外，还需要建立一个基于治疗前形态学因素的预测模型。Paoloni等[38]发现治疗前上颌的矢状向长度以及上颌磨牙间宽度与治疗的复发率相关，即短而宽的上颌骨复发率更高。Ferro等[39]发现下颌升支生长较明显、覆较浅的患者远期复发的风险较高；Kwak等[14]发现AB-MP角较小或MP-FH角较大的患者，往往治疗的远期效果及可预测性较差；Ngan等[10]利用GTRV分析得出6~16岁年龄范围内Ⅰ类生长型的GTRV比值平均为0.77，可以通过比较实际测量数据与该平均值的大小，来判断患者下颌骨是否存在过度生长。

值得注意的是，Choi等[40]研究中建立的预测模型的成功率为62.7%，与以往研究中约60%的成功率相接近，但该研究对预测的可行性也提出了质疑，认为预测成功率会因“疗效稳定的标准、患者的个体差异”而变化，因此对于骨性Ⅲ类错疗效的预测仍需要更加系统的前瞻性研究来继续探索。

2.2 人工智能对骨性Ⅲ类病例的大数据筛查的展望

近来由于强大的云存储及机器学习能力，人工智能（artificial intelligence，AⅠ）具备了对大规模图像数据进行分析的能力。在正畸领域中AⅠ在图像处理及自动化测量分析等方面的应用逐渐增多[41-42]，如Rousseau等[43]在研究中利用深度卷积神经网络（deep convolutional neural networks，CNN）编写了面部分析程序，对正畸患者面相照片特征进行提取及处理；Choi等[44]应用RetinaNet级联神经网络检测算法的AⅠ机器学习，对正颌术前的头颅侧位片进行了自动定点测量，发现AⅠ与人工的头影测量分析间的评分者信度达0.90。

由此可见，对于医疗大数据可以利用AⅠ做出初步决策[45]，包括对于骨性Ⅲ类病例的筛查：自动识别需要进行早期矫治的骨性Ⅲ类患者面容及影像学特征，以及在随访期间对有复发倾向的患者进行自动预警。如果需要构建筛查AⅠ程序，需要构建患者影像学资料的大数据库，并制定该AⅠ程序的共享程序模型构架的标准[46]，在此前提下，制定需纳入矫治或具有复发风险的骨性Ⅲ类病例AⅠ的筛查标准。筛查内容包括软组织面容、牙特征及头影测量分析等。对于复发边缘病例应采取AⅠ预警与正畸医生人工鉴别相结合的机制[10]。

但是，Grischke等[47]指出目前AⅠ在正畸进行大数据筛查具有很多困难，包括程序算法的编程及控制缺少正畸专业知识的指导。相似错类型的患者可能具有不同的颅颌面生长潜力，这就需要正畸专业知识的支持，而AⅠ工程师在用算法处理的时候并不能直观地理解数据所代表的意义。同时，正畸医疗大数据库中往往有很多干扰数据[48]，以往主要依靠正畸医生的主观判断来鉴别提高数据质量，但Auconi等[49]指出隐藏的干扰数据往往会被AⅠ的机器学习再现甚至放大，导致AⅠ算法所提供的诊断可能与临床诊断不符，因此AⅠ的机器学习应在正畸医生的协助下进行，这仍有赖于AⅠ工程师与正畸医生之间的有效合作。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。