冠根比例在正畸矫治中的应用和影响因素的研究进展

罗佳芹(综述), 方志欣(审校)

天然牙的冠根比例评估被应用到口腔医学的多项领域,在预测判断天然牙的保留价值、义齿修复基牙的选择、指导正畸矫治等方面均有着重要参考价值。正常的冠根比例是临床中判断牙齿在牙槽骨中稳定性、是否具有良好口腔功能及各种治疗后的远期稳定性的重要指标[1]。Penny和Kraal[2]报道临床上理想的冠根比例≥1∶2,冠根比例如达到1∶1～3∶2,则可能出现牙齿松动。熟悉并掌握冠根比例的测量方法、影响因素、与临床矫治的关系等,可以指导正畸医师高效、安全地开展牙颌畸形的矫治,并预测矫治效果,达到兼顾功能、美观及稳定的矫治效果。

1 冠根比例的定义

牙齿冠根比例根据冠根分界点不同分为解剖冠根比例和临床冠根比例。解剖冠根比例基于牙齿解剖结构,以釉牙骨质界为分界线[3],不依赖于牙槽骨的附着水平,其几乎不受牙槽骨增龄性变化、牙周病、牙被动萌出不完全及个体齿槽骨附着高度差异等影响,测量时数据较稳定。临床冠根比例根据齿槽突的骨组织附着水平来确定牙齿冠根长度[4],以临床牙冠和临床牙根长度确定冠根比例。由于牙齿周围必须有足够的齿槽骨量才能有效发挥其功能,故临床冠根比例可以更准确地分析判断牙齿的功能及各种口腔治疗的预后。

2 冠根比例的观察及测量方法

全口曲面断层片是口腔临床常用的检查方法。Stramotas等[5]关于全景射线片上冠根比例、线性和角度测量的可靠性研究得出,可以使用线性垂直测量、比率计算和角度测量来比较牙冠和牙根的长度。但是曲面断层片因其投照角度和断层选取原因,其图像存在放大倍数低、图像分辨率低及影像重叠等缺点。例如拍片时的头位以及上颌前牙的唇倾度、冠根成角等因素可以不同程度地影响成像结果。同时,全口曲面断层片仅能反映近远中牙槽嵴的变化情况,无法评估牙齿的唇(颊)腭(舌)侧是否存在牙槽骨缺损。锥形束CT(cone beam CT,CBCT)近年已在口腔临床得到广泛应用,CBCT有三维重建功能,对牙颌等组织可以进行三维观察,而且在牙体及颌骨组织测量方面有高度的精确性和可重复性,其精确性主要表现为线距测量误差在0.6 mm以内,角度误差在1°以内,不存在放大率等因素的影响[6],为口腔颌面部疾病的诊断、治疗设计提供了更多、更精确的信息。研究显示,三维影像在评估支持骨丢失和冠根比例与牙周炎关系时,对于牙槽骨缺损的诊断更加精确,也适用于牙周病的临床分期评估[7]。由于CBCT可以在三维方向上测量牙槽骨的高度、厚度,更有利于观察牙齿的唇(颊)腭(舌)侧是否存在牙骨缺损,故目前对于临床冠根比例的测量多采用CBCT。

3 冠根比例的临床应用

3.1冠根比例在口腔修复学中的应用 冠根比例在口腔修复学中应用较多。在固定或活动义齿修复和种植牙修复时,冠根比例是需要考量的重要指标。冠根比例越小越符合生物力学原则,理想冠根比例是1∶2或更低,选择固定义齿修复时,一般不能超过1∶1。Tada等[8]发现,冠根比例数值较大的基牙远期存活率不高,当冠根比例为0.76～1.25,可摘局部义齿的基牙7年生存率为85.9%～89.1%;当冠根比例>1.51时,基牙的7年生存率<46.7%。

3.2冠根比例在口腔正畸学中的应用 正畸矫治的完成需要通过牙齿移动来实现,此时口腔内的软组织及硬组织均处在改建阶段,主要表现为临床牙齿松动度增加,生理学上表现为骨组织的吸收及重建,可能发生牙槽骨高度降低,牙根吸收不良反应,如果矫治前牙齿就存在冠根比例过大现象,矫治后牙齿松动度可能增加,严重时可能脱落。故冠根比例过大影响正畸矫治方案的设计、牙齿移动的方式、矫治效果的稳定性等。同时,正畸临床矫治中,临床冠根比例相较于解剖冠根比例对于矫治方案的设计和预后的评估更加具有临床指导意义。正畸矫治牙齿移动过程中需要保证牙根在牙槽骨中移动[9],牙槽骨附着水平变化将导致阻抗中心改变,过多的牙槽骨附着丧失,临床冠根比例增大,导致阻抗中心向根方移动,将增加牙齿移动过程中牙根吸收风险。廖沐莹[10]有关不同临床冠根比例的上颌中切牙三维有限元分析发现,临床冠根比例>2.25时,超出了牙周组织正常的耐受范围,持续的咬合力作用会加速牙周组织的创伤,更容易增加骨开窗、骨开裂及牙根吸收的风险,影响正畸治疗的长期稳定性。冠根比例还可以指导替牙牙合患者开展正畸矫治,Rowlands等[11]通过前磨牙冠根比例和牙齿萌出时间的线性回归分析来预测前磨牙萌出时间,确定患者开展综合性正畸治疗的时间。Caleya等[12]则通过乳磨牙的生理吸收后冠根比例来评估分析与其继承恒牙萌出时间、牙龄和实际年龄的关系,从而对相应的乳磨牙早失的患者进行间隙管理。

4 冠根比例的影响因素

冠根比例的影响因素较多,主要包括错牙合畸形类型、齿槽骨量、不良的口腔习惯、年龄、全身系统性疾病及其他因素都可能会影响牙齿冠根比例的大小[13]。

4.1错牙合畸形的类型对冠根比例的影响

4.1.1 骨面型对冠根比例的影响 有研究对不同颌骨骨面型人群切牙冠根比例的CBCT研究分析发现,个体颅面类型影响冠根比例大小,骨性Ⅰ类安氏Ⅰ类人群中青少年及成人的切牙冠根受到错牙合畸形影响较小,骨性Ⅲ类与骨性Ⅰ类、骨性Ⅱ类骨面型人群相比上切牙冠根比例明显变大[14-15]。丁元凤[16]发现,成人骨性Ⅱ类患者上切牙冠根比例较成人骨性Ⅰ类患者大,可能与成人骨性Ⅱ类患者上切牙牙槽骨吸收较成人骨性Ⅰ类患者偏大,成人骨性Ⅱ类患者牙冠长度较骨性Ⅰ类患者大,牙根长度较骨性Ⅰ类患者小等因素有关。高角骨面型患者存在咀嚼肌力较小、牙齿的咬合接触面积减小、咬合功能减退、牙周组织萎缩及牙根长度发育不足等特点[17],可能对高角骨面型患者的牙根长度、牙根牙槽骨附着高度产生影响,进而导致牙齿冠根比例异常。季海宁等[18]关于成人骨性Ⅱ类错牙合不同垂直骨面型前牙区牙槽骨形态的CBCT研究发现,高角组患者前牙区唇舌侧牙槽骨高度、牙槽骨厚度均低于低角组。垂直向骨面型对于咬合关系的建立和牙根发育也有影响,但关于不同垂直向骨面型对牙齿冠根比例的影响研究较少。

4.1.2 不同错牙合畸形表现对冠根比例的影响伍春兰等[19]认为,与正常覆牙合覆盖患者相比,开牙合组患者上中切牙长度在统计学上更短,前牙覆牙合与前牙根长之间存在正相关关系。一些研究发现,牙齿唇舌向倾度对冠根比例也有较大影响。骨性Ⅱ类高角型患者为适应上下颌骨矢状向关系不调,其上颌切牙相对于上颌齿槽骨更为直立,导致牙齿根尖的继续生长空间小,从而限制牙根长度的发育导致冠根比例增大。同时由于牙齿直立于牙槽骨内导致牙根与牙槽骨骨皮质接触,咬合时受力过大容易导致牙根吸收,也是导致该类患者前牙冠根比例增大的原因之一[20]。苏波等[15]关于不同骨面型人群切牙冠根比例的CBCT比较研究也发现,上切牙根长和上下切牙冠根比例与上切牙排列方式有关,骨性Ⅱ类人群表现为上颌前突和(或)下颌后缩,安氏Ⅱ类1分类常伴有上切牙唇向倾斜,安氏Ⅱ类2分类常伴有上切牙舌向、下切牙唇向倾斜代偿,骨性Ⅲ类人群表现为上颌后缩和(或)下颌前伸,常伴有上切牙唇向、下切牙舌向倾斜代偿。异常的牙齿倾斜度可能导致牙根牙槽骨附着高度的降低及牙根的吸收,导致冠根比例增大。但袁路景等[21]对安氏Ⅱ类不同的上前牙唇倾度对牙根长度的影响研究发现,牙齿倾斜度对牙根长度无明显影响。

4.2齿槽骨量对冠根比例的影响 研究显示,骨性Ⅱ类高角错牙合畸形青少年患者、Ⅲ类错牙合畸形患者的前切牙在正畸治疗前就存在广泛的牙槽骨缺损[22-23]。邓如平和张漫[24]基于CBCT对错牙合畸形切牙区牙槽嵴形态的研究发现,骨性Ⅱ类患者上切牙临床牙冠较长、根较短,前牙釉牙骨质界到唇舌侧牙槽嵴顶的距离最大。牙槽骨缺损主要分为骨开窗、骨开裂。其中骨开裂是指牙槽嵴顶向根方延伸的垂直性牙槽骨缺损的距离,影响冠根比例大小;骨开裂的诊断一般以釉牙骨质界距离牙槽嵴顶的距离超过2～4 mm。黄偲璟[25]对唇腭裂患者的研究发现,单侧完全性唇腭裂患者牙槽嵴顶高度更低,中切牙冠根比例失调,临床冠根比例增大。齿槽骨量异常与异常的冠根比例存在一定关系。

4.3咬合类型和咬合力大小对冠根比例的影响 有学者提出“功能的不同决定骨骼相应改变”。丧失正常的咬合功能可引起牙槽骨密度、高度降低。适当的咬合力更容易引起骨质增生而非骨缺损,咬合功能强大在一定程度上可以刺激颌骨及牙根生长发育[26]。孙良等[27]研究认为,骨性Ⅲ类患者前牙咬合力刺激和磨耗的缺乏及代偿性唇倾等易导致前牙区牙槽骨开窗、骨开裂的发生,使前牙骨缺损发生的可能性更高,导致前牙冠根比例增大。高角开牙合患者咀嚼肌力较小、前牙区无正常咬合功能,齿槽骨缺少牙合力刺激,导致前牙区牙槽骨高度及牙根长度发育不足。因此,Uehara等[28]提出开牙合患者处于生长期时,可以通过正畸手段改善及刺激咬合功能,进而刺激牙根的继续生长。

4.4异常的口周肌肉对冠根比例的影响 口周肌肉的功能异常也与异常的冠根比例存在一定的关系。张旭等[29]关于安氏Ⅱ类错牙合畸形患者前牙冠根比例的CBCT研究发现,安氏Ⅱ类2分类错牙合畸形患者发生短根畸形的概率较大,与安氏Ⅱ类2分类错牙合畸形的下唇覆盖于上颌切牙唇面,使下唇变厚且紧张,下唇肌力持续性作用于上颌前牙,使得上前牙牙冠萌出方向更为直立,加之在开闭口功能运动时,紧密的咬合接触产生较大作用力于上下颌切牙,在某些炎性因子作用下使牙根的发育受到影响[30],导致切牙冠根比例增大。

4.5冠根角(crown-root angle,CRA)对冠根比例的影响 牙冠长轴和牙根长轴并非在同一直线上,CRA即牙冠长轴与牙根长轴所成的角度,多以后交角来测量。冠根成角的牙齿其牙冠相对牙根舌倾,其唇侧牙槽骨较薄且高度低,影响临床冠根比例。唇倾度越小的中切牙,可能冠根角度越小,CRA越明显[31]。研究发现Ⅱ类矢状骨面型错牙合上颌中切牙及重度成人骨性Ⅲ类错牙合畸形下前牙存在明显的CRA现象[32-33]。黎敏等[34]发现安氏Ⅱ类2分类错牙合患者的前牙牙根和牙冠长轴形成一定角度,其认为可能与异常肥厚且紧张的下唇持续作用于前牙牙冠,牙根的萌出方向受到影响有关。CRA对齿槽突骨量及牙根长度均可能产生影响,从而影响牙齿的冠根比例。

4.6异常的牙根长度对冠根比例的影响 一般上颌中切牙和前磨牙的冠根比例≥0.91,牙齿有正常的牙冠形态。但在一些人群中也存在一些先天的非颅面综合征导致的不正常、短而饱满的根的情况,称为短根异常。短根异常又叫非综合征型短根畸形,其必然影响冠根比例。杨阳等[35]研究发现,该类患者的骨性错牙合类型以Ⅲ类骨性错牙合为主,可能与Ⅲ类骨性错牙合畸形患者上颌骨发育不足,影响上颌切牙牙根长度的发育有关。张旭等[29]关于安氏Ⅱ类错牙合畸形患者前牙冠根比例的CBCT研究则发现,安氏Ⅱ类2分类患者发生短根异常的风险相对较高,原因是上中切牙轴倾度以腭倾型为主时,上颌骨没有足够的空间容纳根尖的继续生长,牙囊及牙根的发育可能受到影响,从而导致牙根长度的发育不足,引起非综合征型短根畸形的发生。

4.7不良口腔习惯对冠根比例的影响 错牙合畸形的发生为先天性因素与后天性因素共同作用的结果,不良口腔习惯可以促进或导致错牙合畸形的发生及发展,导致牙颌受到异常不平衡的力量,影响颌骨发育、牙齿排列,也可能导致异常的冠根比例。研究发现,开牙合患儿中具有不良口腔习惯者占比为60%。开牙合患者口腔前部无法封闭,吞咽时舌头的异常位置形成一种生理性适应,使开牙合患者形成一种独特的异常吞咽习惯。异常吞咽时舌肌压力明显增大,吞咽动作每天可大约发生1 000次,将会对前牙产生不利的侧向力,形成慢性创伤,影响牙根的发育或发生牙根吸收[36],从而导致开牙合患者前牙牙根较短,冠根比例增大。

4.8其他口腔疾病及全身疾病对冠根比例的影响牙周疾病是正畸矫治前临床上常见的引起不理想冠根比例的主要原因。罹患牙周病时,由于牙槽骨垂直性吸收,导致临床冠根比例升高,牙支持力量发生改变。研究显示从CBCT三维影像角度测量分析时,当牙周病患者牙齿的临床冠根比例为5∶6和4∶3时,分别与15%和33%牙槽骨附着水平丧失相关[7]。同时,其他全身系统性疾病可导致或者加重牙周病的发生、发展,从而影响患者牙齿的冠根比例。如炎症性肠病除了典型的肠内表现外,该类患者牙周病患病率较高[37]。Taylor[38]指出糖尿病与炎症性牙周病之间存在双向关系,糖尿病牙周炎是糖尿病的第六大并发症,血糖控制不佳会导致牙周状况恶化。Steven-John综合征、唐氏综合征、硬皮病、Turner综合征、唇腭裂等系统性疾病可引起牙根吸收或者影响牙根长度的发育,导致短根畸形,影响冠根比例。故正畸矫治前,患者患有牙周病或者其他可能影响临床冠根比例的全身系统性疾病,将影响正畸矫治措施的实施和效果的稳定性,使正畸矫治方案复杂化,需要多学科协助诊疗。

4.9年龄对冠根比例的影响 年龄主要是通过牙根的牙槽骨附着水平、牙冠及牙根长度变化间接或者直接地对牙齿冠根比例产生影响。钟佳永等[39]研究认为,青少年及成人正畸治疗对其牙齿冠根比例均会产生影响,矫治后两者冠根比例均不同程度增大,但是成年患者受到的影响更大,可能是成人较青少年存在更多的牙根吸收和牙槽嵴吸收所致。郭钰等[40]认为,牙槽骨的缺损在未经正畸治疗的患者中也是普遍存在的,其发生率随着年龄而增长,青少年时期未解决的牙齿位置异常,在长期异常咬合力量的作用下,骨缺损发生率会增加,可能加重冠根比例异常。Li等[41]发现在正畸矫治前成年人比青少年具有明显更短的根部和更大的牙槽凹陷,导致冠根比例增大。另外,自第二磨牙完全萌出到第三磨牙萌出期,牙颌系统生长发育已趋停止,细胞反应能力渐趋迟钝[42],加之成人根管狭窄,根尖孔小,牙髓的血运较差,骨改建缓慢,易导致牙根吸收和牙槽骨吸收,最终导致冠根比例增大。

5 结语

综上所述,临床上存在许多因素影响牙齿正常的冠根比例。冠根比例异常增大,将导致牙齿的功能异常甚至脱落的严重后果。口腔治疗尤其正畸矫治前后对患者的冠根比例进行评价非常重要,可以帮助正畸医师规避矫治风险,提高矫治效率和安全性,获得稳定的矫治效果。有关冠根比例的影响因素和机制尚不完全明确,需要进一步研究。