无托槽隐形矫治器对成人拔牙患者上中切牙压低效率、前牙区牙槽骨及牙周膜应力的影响

林茜茜

【摘 要】目的 探討无托槽隐形矫治器对成人拔牙患者上中切牙压低效率、前牙区牙槽骨及牙周膜应力的影响。方法 选取2021年1月-2022年10月于西宁市第一人民医院口腔正畸科行拔牙矫正的80例成人患者为研究对象，均接受无托槽隐形矫治器治疗。通过Ansys workbench 2020 r2针对患者前牙区牙槽骨、牙周膜最大应力值和移动距离进行回归分析。结果 80例患者的A值为（3.82±0.92）mm，B值为（0.57±0.43）mm，C值为（-0.23±0.72）mm；B值、C值均小于A值，差异有统计学意义（P<0.05）；B值与C值比较，差异无统计学意义（P>0.05）；D压经过重叠测量为（-3.64±1.40）mm；C值与D值比较，差异无统计学意义（P>0.05）；三维有限元分析模型中显示，9例患者牙根尖处、牙周膜颈缘处为出现最大应力值的部位；相关性回归分析中显示，9例患者右上颌尖牙牙周膜颈缘处最大应力值、移动距离在直线、对数、指数上存在相关性（P<0.05）。结论 在一定的移动距离下，无托槽隐形矫治器针对成年人拔牙患者前牙区牙槽骨、牙周膜的应力随着矫治量的增加而增加，对上中切牙压低效率的影响上，常规方案中压低值越大，则伸长趋势越强，医生需要设计更多的压低过矫治。

【关键词】无托槽隐形矫治器；牙槽骨；牙周膜；上中切牙压低效率

中图分类号：R783.5 文献标识码：A 文章编号：1004-4949（2023）10-0117-04

Effect of Invisible Orthodontic Treatment Without Brackets on the Lower Efficiency of Maxillary Central Incisor， Stress Distribution of Alveolar Bone and Periodontal Ligament in Anterior Teeth Area in Adult Patients with Tooth Extraction

LIN Qian-qian

（Department of Orthodontics， Xining First Peoples Hospital， Xining 810000， Qinghai， China）

【Abstract】Objective To investigate the effect of invisible orthodontic treatment without brackets on the lower efficiency of maxillary central incisor， stress distribution of alveolar bone and periodontal ligament in anterior teeth area in adult patients with tooth extraction. Methods From January 2021 to October 2022， 80 adult patients who underwent tooth extraction correction in the Department of Orthodontics， Xining First Peoples Hospital were selected as the research objects， and all of them received invisible orthodontic treatment without brackets. The maximum stress value and moving distance of alveolar bone and periodontal ligament in the anterior teeth of the patients were analyzed by Ansys workbench 2020 r2. Results The A value of 80 patients was （3.82±0.92） mm， the B value was （0.57±0.43） mm， and the C value was （-0.23±0.72） mm； the B value and C value were less than the A value， and the difference was statistically significant （P<0.05）. There was no significant difference between B value and C value （P>0.05）. The D pressure was （-3.64±1.40） mm by overlapping measurement. There was no significant difference between C value and D value （P>0.05）. The three-dimensional finite element analysis model showed that the root tip and the cervical margin of periodontal ligament were the sites with the maximum stress value in 9 patients. Correlation regression analysis showed that the maximum stress value and moving distance at the cervical margin of the periodontal membrane of the right maxillary canine in 9 patients were correlated in straight line， logarithm and index （P<0.05）. Conclusion At a certain moving distance， the stress of the invisible orthodontic treatment without brackets on the alveolar bone and periodontal ligament in the anterior teeth of adult patients with tooth extraction increases with the increase of the amount of orthodontic treatment. In terms of the effect on the lower efficiency of maxillary central incisor， the larger the intrusion value in the conventional scheme， the stronger the elongation trend， and the doctor needs to design more intrusion overcorrection.

【Key words】Invisible orthodontic treatment without brackets； Alveolar bone； Periodontal ligament； Lower efficiency of maxillary central incisor

随着口腔医学的发展，人们对口腔颌面畸形问题的重视度逐渐增加，在成年人身上尤为常见，但成年人较之于青少年而言，其牙齿及周围组织的可塑性已经明显降低，且大多伴有龋坏，或牙周疾病，因此一些病例会涉及拔牙矫正[1]。同时，牙齿、颌骨部位的应力、受力状况非常复杂，因此拔除牙齿以后，医生有必要对于这些牙齿缺失之后构成的应力分布进行考虑，使拔牙患者在携带牙齿矫正器后牙齿得以有效移动[2，3]。无托槽隐形矫治器是近年来出现的一种数字化矫正技术，较之前传统的固定托槽矫治器而言，无托槽隐形矫治器有利于口腔卫生的维护，减少了患龋齿和牙龈炎的风险；患者较为舒适，不存在摩擦口腔黏膜的疼痛感；为透明弹性材料，隐形效果良好，更加美观；且患者可以看到虚拟的矫治过程。但同样，无托槽隐形矫治器对牙齿的加力方式和传统固定托槽矫治器不同，因此其涉及到的生物力学值得关注[4]。尤其在拔牙病例中，一些患者会出现“过山车”效应，即：在正畸过程中，患者被矫治牙齿因为遭受不适当的正畸力，并且弓丝的强度不满足患者的矫治要求，进而导致其牙齿出现倾斜移动[5]。因此，本研究通过探讨无托槽隐形矫治器在成人拔牙案例中对于患者上中切牙压低值、牙周膜和牙槽骨应力状况的影响，以其为今后正畸医生在临床治疗中设计矫治方案提供更精确的指导，现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料 选取2021年1月-2022年10月于西宁市第一人民医院口腔正畸科行拔牙矫正的80例（160颗牙）成人患者为研究对象。纳入标准：颌面部发育正常的成人患者；均采用同一种无托槽隐形矫治器；均需要拔矫，涉及前牙内收，拔除牙位为第一前磨牙或第二前磨牙；在以往的治疗方案中均要求患者上中切牙均不能额外设计压低值；上中切牙为天然牙无缺损；无上颌磨牙缺失并且在治疗过程其上颌磨牙在垂直方向无明显位移；依从性良好，均按照医生的嘱咐佩戴矫治器每天不少于22 h，并且能够做到定时复诊；无其它口腔疾病；开展本次治疗前正畸治疗效果在可以接受的范围内。排除标准：其中切牙存在修复体或者大面积牙体缺损的情况；以往正畸治疗治疗失败的患者；患者口内上颌磨牙存在缺失的情况。研究对象中男37例，女43例；年龄21～35岁，平均年龄（28.23±2.03）岁。本研究所有患者及家属均知情同意并签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 上中切牙压低效率计算、分析 针对患者进行测量的计算机配置为Surface Pro5（Microsoft及Windows 10 ）；在完成针对患者第一阶段的治疗之后，通过治疗方案针对患者的口腔制定数字化模型；使用口腔扫描仪针对其口腔内部扫描。结合治疗方案中的牙齿移动量表，将该表格中的上中切牙压低值记为A值；将涉及动画方案中初始设置、预期结束时的冠状面二维重叠图像截图并且导入到PS软件中，随后以重叠图像所提供的比例为标尺，分别对患者上中切牙近中切角点、切缘点、远中切角点垂直高度的距离差进行测量，随后取其平均值，這一值记为B值。重叠时，需要选取明显的牙尖、中央窝、颊面沟等解剖部位作为标准点并重叠，在之后通过3D途径比较，比较的标准一般为0.5 mm，若显示为绿色则代表重叠状况良好；随后将重叠好的测试数据图形给导出并导入Materialise Mgincs 系统并在这之后形成的模型中建立三维坐标系确定X、Y平面并使其重合，Z代表垂直方向。标记上颌中切牙上区三个测量点，然后测量每一个点到颌平面的垂直距离，而预期和初始数字图形垂直距离的差值则记为C值，若差值显示为负值，则代表伸长，这一方面也应用到针对D值（D值是指实际的3D压低值）的测量中。

1.2.2 前牙区牙周膜、牙槽骨应力影响分析 针对患者的牙周膜、牙槽骨应力状况建立三维有限元分析模型，在测量过程令所有患者均接受CBCT的拍摄；然后将扫描之后生成的图像文件导入到Mimics21.0中进行三维重建，根据先前CBCT图像在灰度值显示牙体和牙槽骨组织之间差异，通过阈值化技术分别对牙槽骨、上颌牙列三维模型STL文件提取，并导入到Geomagic Weap[6]。通过软件对于模型中的钉状物、缺陷等进行抹除、光滑、细化等处理；通过精确曲面将牙槽骨扩大的前牙区膜性转入实体模型中的STEP文件并导入SOLID WORKDS 2018进行布尔运算以获得符合实验需要的牙周膜模型、牙槽骨模型。将前牙区牙周膜、牙槽骨、无托槽隐形矫治器均假定为均质、连续的线弹体，矫治器厚度设置为0.8 mm；牙槽骨、牙周膜均采用四面体单元，而矫治器为三角形壳单元讲牙槽骨、牙周膜之间设定为绑定关系，而矫治器、牙槽骨之间设定为无摩擦关系，并将牙槽骨顶部设定为固定约束。嘱患者均遵医嘱、治疗计划佩戴牙套，完成了第一阶段治疗后进行调整；嘱患者每一副矫治器佩戴2周，而每佩戴4副矫治器后进行1次复诊，医生了解患者矫治器佩戴情况、牙周状况。为保证研究结果的准确性，研究规定：每佩戴10副对患者开展口内、头颅、牙齿移动距离展开检查。

1.3 观察指标

1.3.1 牙周膜、牙槽骨应力状况分析 对于患者牙周膜、牙槽骨应力值和移动距离之间的关系采用直线、对数、指数回归的方式进行分析。

1.3.2 上中切牙压低变化分析 根据患者上中切牙A、B、C、D值的统计结果，针对患者的A、D两值展开回归分析。

1.4 统计学方法 采用SPSS 21.0统计学软件进行数据分析，计数资料以[n（%）]表示，行χ2检验；计量资料以（x-±s）表示，行t检验；采用直线、对数、指数回归分析法；P<0.05表示差异有统计学意义，相关性存在。

2 结果

2.1 上中切牙压低效率 80例患者的A值为（3.82±0.92）mm，B值为（0.57±0.43）mm，C值为（-0.23±0.72）mm；B值与A值比较，差异有统计学意义（P<0.05）；C值与A值比较，差异有统计学意义（P<0.05），B值与C值比较，差异无统计学意义（P>0.05），D压经过重叠测量后均被发现为负值，其为（-3.64±1.40）mm；C值与D值比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表1、表2。

2.2 牙周膜最大应力值、移动距离回归分析结果本研究在80例患者中任意抽取了9例患者；三维有限元分析模型中显示，9例患者牙根尖处、牙周膜颈缘处为出现最大应力值的部位；相关性回归分析中显示，9例患者右上颌尖牙牙周膜颈缘处最大应力值、移动距离在直线、对数、指数上存在相关性，见表3。

3 討论

正畸治疗中，牙齿常常会因不能达到理想的移动距离，使得正畸效果不佳甚至损坏牙周组织；因此需要医生针对患者设计矫治量，但是需要精确把握这个距离，矫治量不合适会导致患者出现牙周膜及周围组织损坏等状况[7]。本研究结合三维有限分析等数字化方法探讨无托槽隐形矫治器针对成人拔牙患者牙周膜和牙槽骨应力状况、上中切牙压低效率的影响。

本研究发现，牙根尖处、牙周膜颈缘处为牙周膜应力部位出现最大应力值的点；右上颌侧切牙、尖牙侧唇腭侧牙槽嵴顶处为牙槽骨出现最大应力值的点，结果显示研究中所采用的分析软件可以正确模拟这几处当时的受力状况，该软件的模拟效果在研究中发生的作用，与一些学者所描述的情况相近[8]。本研究结果还显示，牙槽骨、牙周膜最大应力值、移动距离更符合对数回归模型模拟结果，提示在大多数情况下，对过矫治量进行增加会导致患者牙槽骨、牙周膜应力状况明显变化；且在一定的移动距离下，无托槽隐形矫治器对于患者牙周膜、牙槽骨应力会随着移动距离增大而增大[9]。无托槽隐形矫治器的常规方案中，A、B、C压低值均趋向于0，因此常规方案中的涉及旨在矫治中，使得患者前牙在内收过程中不出现伸长，但是常规方案中的涉及不能满足这种效果，在研究中还发现患者均出现不同程度的牙齿伸长趋向，并且该变化和设计中的压低值大小有正相关性，因此常规方案中涉及的压低值在临床上可帮助医生在后续治疗中预测中切牙的伸长量，同时方便医生在对设计进行修改时，快速计算患者应当设计的切牙压低过矫治量，提升对患者的矫治效果[10]。应用无托槽隐形矫治器开展牙齿矫正中，合理设计移动距离、过矫治量，可使得前牙区牙槽骨、牙周膜应力状况更符合正畸需求[11]。

综上所述，在一定的移动距离下，无托槽隐形矫治器针对成年人拔牙患者前牙区牙周膜、牙槽骨的应力随着矫治量的增加而增加。对上中切牙压低效率的影响上，常规方案中压低值越大，则伸长趋势越强，医生需要设计更多的压低过矫治。

参考文献

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[6] 张羽彤，陈颖，熊国平.无托槽隐形矫治器不同设计对伴牙槽骨吸收中切牙压低效能的有限元分析[J].临床口腔医学杂志，2022，38（10）：604-607.

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[10] 杨婉琪.无托槽隐形矫治器联合微种植体支抗整体内收上前牙的三维有限元研究[D].长春：吉林大学，2022.

[11] 王玉林.无托槽隐形矫治器与固定矫治器在正畸中对牙周健康的影响[J].中外医疗，2021，40（9）：67-69.

编辑 扶田