无托槽隐形矫治拔牙病例中支抗控制的研究进展

王诗语,刘 浩,2,范 典,黄钖钖,袁长永,3,王鹏来,3

近年来,无托槽隐形矫治技术迅猛发展,具有疗程短、牙根吸收少、利于清洁等优点[1-2],但在矫治复杂病例方面存在效率不足、控制不当的问题[3-4]。拔牙病例在无托槽隐形矫治中属于较高难度病例[5],在矫治过程中常出现支抗丢失的问题[6]。原先设计不移动或很少移动的支抗后牙出现明显近中移位[7],过多地占据拔牙间隙,限制前牙的内收。

由于“拔牙空泡”的存在[8],支抗牙的近中面无牙套包裹,牙套对牙齿的控制力下降。加上牙列的生理性近中漂移[9],此时若无辅助支抗增强措施,则支抗后牙的近中移位则不可避免。Dai等[10]发现在减数第一前磨牙病例中支抗后牙的近中前移量平均为(3.22±1.37)mm。顾泽旭[7]经测量后发现原先设计强支抗的支抗后牙最终几乎占据拔牙间隙的1/2。良好的支抗设计可为前牙内收提供保障,解除前牙段拥挤,获得理想的侧貌与面部美学效果。本篇综述从后牙支抗预备、前牙压低过矫治、牙齿移动模式、颌间牵引、颌内牵引和垂直骨面型等6个方面进行综述,力求为临床矫治设计提供参考意见。

1 预设支抗牙后倾角

Dai等[10]指出,减数第一前磨牙病例支抗后牙近中倾斜角平均为7°±4°。Tweed-Merrifield技术认为可通过后牙支抗预备减少后牙前倾[11],即支抗后牙上预设后倾角,抵抗支抗牙的近中倾斜趋势。蒙明梅等[12]的病例报告显示,在矫治前完成支抗预备后,支抗后牙前移量很少,支抗控制良好。

宋云鹏等[13]指出后倾角设为2°可保持后牙矢状向位置稳定。Dai等[10]于第一磨牙上预设了2.9°的后倾角,但在矫治后第一磨牙出现了2.9°的近中倾斜,这说明2°的后倾角不足以对抗反作用力。Dai等[10]根据支抗后牙矫治后的实际近中倾斜度,推荐在第一磨牙上预设6.6°的后倾角。Feng等[14]分别在第二前磨牙、第一磨牙和第二磨牙上预设10.73°±3.22°、9.83°±3.60°和7.18°±2.36°的后倾角,结果显示后牙支抗显著增强,支抗丢失明显减少。

笔者认为,目前相关研究证据尚不足以给出合理的后倾角的数值范围,特别是年龄、拥挤度、附件设计等因素也会对支抗预备产生影响。有学者指出,青少年较成人更容易出现支抗丢失;拥挤度越大,拔牙间隙更多地为前牙排齐所占据,后牙近中倾斜越少[10]。因此关于后倾角的设置需要考虑到上述因素的影响,根据患者牙颌的实际情况加以设置。

2 前牙压低过矫治

赵志河[5]认为无托槽隐形矫治器对前牙转矩的控制不如固定矫治器。Ren等[15]证实隐形矫治前牙内收主要表现为冠舌倾伴伸长。Dai等[10]测量后发现前牙内收后垂直向平均伸长(0.50±1.17)mm。针对前牙转矩丢失的问题,有学者建议在前牙内收同时给予一定的压低过矫治,对抗伸长作用,加强转矩控制[16]。但该方法对后牙支抗的影响目前尚不明确。

Liu等[17]采用种植钉技术压低后发现后牙支抗丢失无明显变化,但进一步研究认为适宜过矫治配合尖牙区附件会消耗更多的后牙支抗[18]。Jiang等[16]的研究发现随着前牙压低量的增加,后牙所受近中向的作用力逐渐减小,应力分布更加均匀,即压低过矫治有利于支抗保护。但该研究未能控制各组间内收量的一致,表现为压低量增加的同时内收量的减小,故所得结论可能是由于前牙内收量减小所致。Zhu等[19]则控制了各组间内收量的一致性。研究认为前牙内收伴压低对后牙支抗的影响因压低量和牙位而异,表现为增加压低量会增加第二前磨牙和第一磨牙所受近中作用力,但第二磨牙所受应力方向随压低量的增加由近中逐渐转变为远中。该现象的原因可能在于第一磨牙近移产生远中向的反作用力并作用于第二磨牙,使得第二磨牙所受近中力减小所致。

前牙预设压低过矫治,对支抗后牙区将产生伸长的反作用力,这对于预防“过山车”效应是有利的。Zhu等的研究结果[19]支持这一观点。此外,Jiang的研究结果显示前牙压低时会伴随唇倾[16]。结合Zhu等的研究结果,笔者认为,由于力作用线通过上颌阻抗中心的下方,且牙套将牙列连为一体,上牙列可能会出现整体逆时针旋转,即前牙压低伴唇倾、后牙伸长伴前倾,这对于支抗控制是不利的。但这一观点仍需要未来更多更可靠的研究证据加以证实。

3 牙齿移动模式

3.1 前后牙不同移动模式

赖文莉[20]指出,拔牙病例尽量不要设计前牙和后牙同时移动,以免出现“过山车”效应,即前牙覆牙合加深、前磨牙区开牙合和后牙近中倾斜[21]。笔者认为,设计前后牙同时移动,最显著的优点在于缩短疗程,此外,近移后牙可对远中侧的支抗牙产生向后的反作用力,可起到保护支抗的效果。但在该设计下,由于“拔牙空泡”的存在,隐形矫治器对缺隙两侧牙齿的控制力较弱[8]。有学者报道,无托槽隐形矫治技术最易实现的牙齿移动方式是近远中向的倾斜移动[22]。故该模式下缺隙两侧的邻牙很容易表现为向缺隙侧的倾斜,加深前牙覆牙合。若设计该模式关闭拔牙间隙,在矫治设计时可采用优化控根附件等措施控制牙齿整体移动,注意垂直向的控制。在复诊监控中,关注前牙覆牙合及缺隙两侧牙齿位置的变化,早期干预,及时调控,预防“过山车”效应的发生。

3.2 前牙不同内收模式

前牙内收模式有一步法和两步法两种。一步法,即整体内收,是指一次性内收切牙和尖牙到达预设位;两步法,即分步内收,是指先拉尖牙向远中,待尖牙到达预设位后,再回收4颗切牙[23]。分步内收被普遍视为一种合理的保护后牙支抗的手段。曹世陶等[24]指出,分步内收可降低支抗后牙牙周膜所受应力,减少后牙的近中位移趋势。整体内收的优势在于节约时间,缩短疗程。有研究报道,分步内收的疗程约为整体内收的2倍[25]。

在固定矫治技术中,Schneider等[26]认为整体内收和分步内收在支抗丢失方面差异无统计学意义。而无托槽隐形矫治器对牙齿的控制能力不如固定矫治器[27]。孟雪欢等[28]认为无托槽隐形矫治器整体内收前牙会导致所有支抗后牙出现近中倾斜。但Giancotti等[29]指出,隐形矫治中移动一颗牙齿均会引起邻牙及支抗牙的位置变化。任亚男等[30]还发现,磨牙远移即使采用了种植体支抗,支抗前牙仍会唇倾。若从这一点看,则整体内收与分步内收的支抗控制差异需要讨论。

无论选择何种内收模式,所内收的牙齿数目是恒定的,对于后牙支抗的总需求也是恒定的。若前牙分步远移时支抗牙也在前移,则矫治完成后支抗牙的总前移量应与整体内收时一致,此时应强调的是采用优化附件或种植钉等方式加强对后牙的控制。例如有研究显示,应用固定矫治技术整体内收前牙,配合使用种植钉可获得良好的支抗控制与面部美学效果[31]。但由于无托槽隐形矫治对牙齿的控制能力不如固定矫治,为避免牙齿移动的失控,应减少每步牙齿移动数目,提高矫治效果的预见性。从这一角度来说,分步移动要优于整体移动。

4 颌间牵引

4.1 颌间牵引对支抗牙矢状向的影响

颌间牵引可产生向后的力量,保护支抗。颌间牵引通常是在尖牙区牙套上设计精密切割,在第一磨牙牙面上放置舌侧扣[32]。对于减数上颌前磨牙病例,采用Ⅱ类牵引加强支抗[33];对于减数下颌前磨牙病例,采用Ⅲ类牵引加强支抗[34]。多项研究表明[32,35],无托槽隐形矫治器联合Ⅱ类牵引是矫治安氏Ⅱ类错牙合的有效措施,在矢状向控制方面要好于固定矫治技术。

在减数4颗前磨牙病例中使用Ⅱ类牵引,虽然增强了上颌后牙支抗,但对下颌后牙产生的水平向前的分力又会造成下颌支抗的丢失。Wang等[35]的有限元研究认为第一磨牙上舌侧扣的位置对下颌后牙支抗控制存在影响。该研究发现在下颌第一磨牙远中颊侧放置舌侧扣作Ⅱ类牵引,下颌第一磨牙将产生近中舌向扭转趋势,于支抗不利。若将舌侧扣置于近中舌侧,下颌第一磨牙则会发生远中颊向扭转,有支抗保护作用。因此对于下颌支抗要求较高的患者,挂Ⅱ类牵引时可将舌侧扣置于近中舌侧,减少支抗丢失。此外,挂Ⅱ类牵引会增加牙套脱位的风险,可在相应部位设计附件提高牙套的固位力,预防牙套脱位。

4.2 颌间牵引对支抗牙垂直向的影响

颌间牵引产生的垂直向分力对后牙存在伸长效应。Nakamura等[34]认为,应用Ⅲ类牵引矫治Ⅲ类错牙合会出现上颌磨牙伸长,下颌平面角增加,加重高角长面容。该研究者提倡,对于高角或长面型患者,应慎用Ⅲ类牵引。而在无托槽隐形矫治技术中,郭人铭等[36]认为隐形牙套存在一定厚度,戴入口内后咬合打开,可产生“牙合垫效应”,对后牙有压低效果,一定程度上可对抗颌间牵引产生的垂直向分力。但温丛生等[37]认为,垂直距离变化在1.5 mm以内时咀嚼肌肌纤维收缩力无明显变化。隐形牙套目前常用的厚度有0.5 mm和0.75 mm两种[38]。上下颌矫治器戴入口内后其厚度总和不超过1.5 mm,尚不能使咀嚼肌发生反射性回缩。因此,从这一方面来说,“牙合垫效应”的存在与否又是存在争议的。

综上,无托槽隐形矫治技术矫治拔牙病例中,特别是高角病例使用Ⅱ类牵引加强支抗时,应注意垂直向控制,可考虑预设后牙压低过矫治,或者改用种植钉牵引,以对抗或避免Ⅱ类牵引所带来的不利效应。

5 颌内牵引

5.1 牵引力作用点对后牙支抗的影响

多项研究显示,应用种植体支抗可最大限度地内收前牙,减少支抗丢失,获得理想的美学效果[31,39-40]。但在无托槽隐形矫治技术中,种植体支抗技术就能否改善“过山车”效应方面存在不同看法。李晓梅等[41]的有限元研究结果显示,无托槽隐形矫治器联合种植支抗不能明显改善“过山车”效应,后牙出现了近中倾斜。但马晓晴等[42]认为种植体支抗能有效预防关闭间隙过程中出现的“过山车”效应。通过分析比较,两项研究在矫治设计上存在差异。李晓梅等[41]在尖牙唇侧近颈部设计Power Arm,种植钉通过链圈与Power Arm相连。而马晓晴等[42]则是在相应牙套处设计精密切割,种植钉通过链圈直接与牙套相连。

笔者认为,若牵引力通过Power Arm置于牙面上,则向后的力量首先作用于Power Arm,随后传递给牙齿。但如果牙齿向后的移动量超出了设计的移动量,则会对牙套产生向前的反作用力,这对于支抗控制是不利的。而如果牵引力直接作用于牙套上,则向后的力量直接通过牙套传递给支抗牙,给予支抗后牙向后的力量,加强支抗控制。白煜等[43]的研究结果体现了上述观点的合理性。该研究结果显示当Power Arm置于尖牙颈部矫治器上作牵引时,后牙前移量最少;而当Power Arm置于尖牙颈部作牵引时,后牙前移量最多。因此,在尖牙区牙套上设计精密切割,种植钉通过链圈与切割处的牙套直接相连,可起到减少后牙前移、保护支抗的作用。

5.2 牵引力方向对后牙支抗的影响

牵引力的方向分为低位、水平和高位三种。有学者指出种植钉低位牵引存在垂直向的分力,会消耗一部分向后的力量,在尖牙区设计Power Arm可减小该分力[44]。有研究报道当Power Arm高度设为6 mm时,种植钉牵引对垂直向的影响最小[45]。由此可见,水平牵引时牵引方向基本水平向后,应最有利于支抗控制。但徐宝华等[46]的有限元研究不支持这一结论。该研究认为,水平牵引或高位牵引不能实现后牙支抗的保护,后牙仍存在近中倾斜趋势。

笔者认为,虽然低位牵引存在垂直向分力,但牵引力作用线通过了上颌牙列阻抗中心的下方,由于牙套将牙列连为一个整体,上牙列整体作顺时针旋转,故上后牙可能存在压低后倾趋势,这对于支抗是有利的。Koyama等[47]的研究结论支持上述观点。他们认为种植钉牵引力作用线通过上颌阻抗中心下方时,对后牙存在压低效应。此外,链圈在低位牵引下的长度较水平牵引略长,故低位牵引产生牵引力要大于水平牵引,可弥补一部分垂直向分力造成的损失。从上述两点来看,低位牵引应有利于保护支抗,但目前的研究证据尚不足以支撑这一结论。

6 垂直骨面型

患者的垂直骨面型是确定拔牙与否的重要指标。施洁珺[48]认为,高角或均角是拔牙的有利因素,而低角病例拔牙应谨慎。原因在于低角者拔牙后间隙关闭困难,以及因咬合高度降低造成的下颌逆旋会加重低角面容。但从支抗角度考虑,低角者的支抗控制要强于高角及均角。

Ozdemir等[49]发现在成年人上下颌中,上颌后部的颌骨密度最低。而高角者由于咀嚼肌力弱,咬合力对牙槽骨产生的生理刺激不足,上颌后部骨密度进一步降低[50],故上颌支抗后牙易于前移。而低角者的咀嚼肌力强,颌骨骨密度相对高[51],上颌支抗后牙相对稳定。此外,有研究测量后发现高角病例的牙合平面陡[52],咬合力方向向前向上。在咬合力作用下支抗后牙有向前移动的趋势。而低角者的牙合平面相对较平,咬合力方向基本垂直。吴浩等[53]认为,低角病例的上颌常表现为顺旋的特征,即上颌后牙远中倾斜,此时的咬合力对上颌支抗有保护作用。

乔俊霞等[54]的研究结果显示,无托槽隐形矫治技术在高角拔牙病例中的支抗控制效果与固定矫治技术无明显差异。而低角拔牙病例在无托槽隐形矫治中尚未见有相关报道。虽然低角不是拔牙病例的有利因素,但对于严重拥挤和(或)牙列明显前突的低角病例,仍需要考虑拔牙矫治。此时可采用种植体支抗辅助牙齿移动,在方案设计中加强垂直向控制,预防因下颌逆旋而加重低角面容的问题。

7 总结与展望

综上所述,无托槽隐形矫治技术矫治减数前磨牙病例容易出现支抗丢失问题,临床上常采用分步远移、预设后倾角、颌间牵引和种植钉配合Power Arm等方式增强支抗。目前仍存在一些问题,如相关研究证据尚不充分。后倾角的合理范围、前牙散在间隙对支抗的影响尚不明确。再如相关研究结论间不一致,如Power Arm的支抗保护作用、前牙内收伴压低对支抗的影响。上述需要未来设计更加严谨、方法更加准确、分析更加全面的研究进行分析解决。

支抗控制是决定无托槽隐形矫治拔牙病例矫治效果的关键一环。正畸医师应根据患者的具体情况,在熟悉各种方法的力学原理及适应证的前提下,选择合适的支抗设计,提高前牙内收的效率及后牙支抗的控制效果。