口腔正畸微植體支抗技術(shù)生物力學(xué)的臨床研究

黃永堅(jiān)

【摘要】目的 探究口腔正畸微植體支抗技術(shù)的臨床療效并對其進(jìn)行生物力學(xué)研究。方法 選擇我院于2010年6月-2011年6月期間收治的64例接受口腔正畸的患者，按照隨機(jī)的原則平均分為兩組，其中實(shí)驗(yàn)組32例，采用微植體支抗技術(shù)治療；對照組32例，采用傳統(tǒng)的口外弓加強(qiáng)支抗，同時(shí)口內(nèi)配合著使用橫腭桿。比較兩組患者治療后的效果。然后建立微植體——骨界面的三維實(shí)體模型，進(jìn)行三維有限元分析 結(jié)果實(shí)驗(yàn)組的上中切牙傾角差（26.79±5.21）和上中切牙凸距差（4.13±1.47）顯著大于對照組的（12.49±3.65）和（2.71±1.04），而實(shí)驗(yàn)組的的磨牙位移（3.38±0.21）顯著低于對照組的（5.92±0.45），且P<0.05，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；種植體Von-Mises應(yīng)力主要集中在界面的頸部，并且在皮質(zhì)層內(nèi)大幅度衰減；且隨著傾斜角度增大，種植體的Von-Mises峰值呈現(xiàn)出明顯的遞減趨勢。結(jié)論微植體支抗技術(shù)具有操作簡單、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)；增加植入角度，可以提高種植體的承載能力

【關(guān)鍵詞】口腔正畸；微植體；生物力學(xué)

【中圖分類號】R783.5【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1004-4949（2013）07-43-02

傳統(tǒng)上治療錯(cuò)頜畸形多采用口外弓、腭杠、舌弓、Nance弓等方法來增加支抗，都存在穩(wěn)定性方便性等問題，效果不理想。而操作簡便、效果穩(wěn)定且創(chuàng)傷較小的微植體支抗技術(shù)近年來發(fā)展較快，受到了廣泛的關(guān)注[1]。本文就是通過回顧性分析我院于2010年6月-2011年6月期間收治的64例患者的臨床資料，探討采用正微植體支抗技術(shù)進(jìn)行口腔正畸的臨床效果，并進(jìn)行生物力學(xué)分析。

1資料與方法

1.1一般資料：

選取我院于2010年6月-2011年6月期間收治的64例接受口腔正畸的患者，按照隨機(jī)的原則平均分為兩組，其中實(shí)驗(yàn)組32例，男19例，女13例，年齡12-25歲，平均（19.8±3.2）歲；對照組32例，男18例，女14例，年齡13-26歲，平均（20.1±2.8）歲。兩組患者在性別、年齡、發(fā)病類型以及臨床表現(xiàn)方面差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P>0.05，具有可比性。

1.2 治療方法

1.2.1 對照組治療方法：

采用傳統(tǒng)的口外弓加強(qiáng)支抗，同時(shí)口內(nèi)配合著使用橫腭桿，口外弓牽引力量為200-200g/側(cè)，保證患者每天戴用8-12h。

1.2.2實(shí)驗(yàn)組治療方法：

實(shí)驗(yàn)組患者均采用微植體支抗技術(shù)治療，在微型種植體植入時(shí)，首先通過銅絲將需要植入微植體的牙分開，然后對植入部位進(jìn)行標(biāo)記，并對牙根的形態(tài)、位置以及相鄰的組織進(jìn)行檢查，拍攝全景片和根尖片；如果要植入種植體，則對要植入部位覆蓋的牙槽粘膜，作縱行切口3-5mm；然后在膜齦結(jié)合部或者是偏向于牙根方向2-3mm處植入，注意其角度應(yīng)該與骨面垂直，并略微傾斜一些；最后對根尖拍攝照片，從而確認(rèn)微型種植體與牙根的關(guān)系?；颊咝g(shù)后通過口服抗生素來預(yù)防感染，并交代兩組患者注意保持口腔清潔。

1.3生物力學(xué)的三維有限元分析： 采用的微植體均為刃狀螺紋圓柱形純鈦螺釘，規(guī)格是：外徑2mm，內(nèi)徑1.6mm，長度為9mm，螺紋頂角60°，深度為0.2mm，而螺距為0.3mm。同時(shí)設(shè)定微植體植入牙槽骨后，仍保證骨外余留3mm。根據(jù)上述種植體的尺寸及其幾何形態(tài)，使用有限元分析軟件ANSYS6.01對其進(jìn)行建模，并使用其中自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)劃分功能對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，其精度取默認(rèn)值6，同時(shí)在處理單元時(shí)，選用三椎體十節(jié)點(diǎn)的建模方式以增強(qiáng)器精確性。

試驗(yàn)假設(shè)條件如下：首先，所有材料受力后變性均為小變性；其次，種植體與頰側(cè)牙槽骨板間所成銳角，分為30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°等7組；最后，模型中涉及的材料和組織均為連續(xù)均質(zhì)且各向同性的線彈性材料。

在距離種植體頂端0.5mm處對種植體施加的水平作用力為200g。在數(shù)據(jù)采集時(shí)，要通過種植體中心進(jìn)行縱剖以獲得有限元模型。同時(shí)，在壓力側(cè)骨界面上，順著種植體的長軸的方向，從其頸部開始，每隔0.3mm采集一個(gè)位移值及Von-Mises值。然后，利用采集的數(shù)據(jù)構(gòu)建植入深度與位移關(guān)系以及Von-Mises的折線圖。

1.4觀察指標(biāo)： 觀察并比較兩組患者的上中切牙凸距差、傾角差以及磨牙位移等指標(biāo)。同時(shí)觀察微植體在200g水平載荷下的應(yīng)力及位移分布情況。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法： 采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者治療效果比較：經(jīng)過10個(gè)月的治療，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的上中切牙傾角差（26.79±5.21）和上中切牙凸距差（4.13±1.47）顯著大于對照組的（12.49±3.65）和（2.71±1.04），而實(shí)驗(yàn)組的的磨牙位移（3.38±0.21）顯著低于對照組的（5.92±0.45），且P<0.05，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，詳見表1.

2.2實(shí)驗(yàn)組生物力學(xué)分析：

實(shí)驗(yàn)組的微植體在200g水平載荷力，90°傾斜角下的應(yīng)力和位移情況如圖1、2所示?？梢?，種植體Von-Mises應(yīng)力主要集中在界面的頸部，并且在皮質(zhì)層內(nèi)大幅度衰減；且隨著傾斜角度增大，種植體的Von-Mises峰值呈現(xiàn)出明顯的遞減趨勢。而種植體的位移無論植入角度如何變化，均較小，但是在頸部及根尖區(qū)有較大的位移，而且在頸部的位移大于根尖區(qū)的位移，且兩者方向相反，呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。

3 討論

3.1口腔正畸微植體支抗技術(shù)的臨床效果：

近年來，隨著生活和飲食方式的改變，口腔疾病發(fā)生率逐漸升高，有文獻(xiàn)顯示錯(cuò)頜畸形與齲齒、牙周病等口腔三大疾病的患病率已經(jīng)高達(dá)50%[2]。傳統(tǒng)上，口腔正畸采用舌弓、口外弓、口內(nèi)組牙以及橫腭桿等裝置，但效果并不明顯?；颊哌M(jìn)行口腔正畸的目的，就是講需要矯正的錯(cuò)位牙按照指定需要的方向和距離進(jìn)行移動，這就要求支抗牙盡量不發(fā)生任何移位[3]。近年來，微植體支抗技術(shù)以其穩(wěn)定可靠性、操作簡單性等優(yōu)點(diǎn)逐漸受到了廣泛的關(guān)注，成為口腔正畸的新興研究熱點(diǎn)。該技術(shù)與以往治療方法最大不同就在于其種植體不依賴于與骨結(jié)合進(jìn)行固位，而是依靠種植體與骨組織之間的機(jī)械嵌合力進(jìn)行固位。

微植體支抗可以最大限度利用拔牙間隙內(nèi)收前牙，從而改善面型及磨牙的關(guān)系，進(jìn)而獲得理想的支抗控制效果；同時(shí)將口外支抗轉(zhuǎn)化成了口內(nèi)支抗，避免牙齒出現(xiàn)負(fù)向移動的同時(shí)，加強(qiáng)了支抗，進(jìn)而解決了磨牙下垂和前頜骨發(fā)育不足的正畸難題[4]。本研究顯示，采用微植體支抗技術(shù)的實(shí)驗(yàn)組比采用傳統(tǒng)方法的對照組，在顯著提高上中切牙傾角差和上中切牙凸距差的同時(shí)，顯著降低了磨牙位移，效果顯著。

3.2 微植體支抗技術(shù)生物力學(xué)研究：

由于微植體提供強(qiáng)支抗的前提是保持穩(wěn)定，因此其穩(wěn)定性在臨床正畸中成為醫(yī)師們普遍關(guān)心的問題，雖然微植體有較高的初始穩(wěn)定性，但仍有報(bào)道顯示器有7%-15%的失敗率。總之，微植體支抗的成功與否不僅與微植體型號選擇和手術(shù)設(shè)計(jì)有關(guān)，而且與“微植體——骨界面”狀態(tài)有較大密切的關(guān)系，因此有必要采用三維有限元法對微植體進(jìn)行生物力學(xué)分析。

本研究顯示，種植體的植入角度、正畸力的加載以及種植體的外形都可能影響微植體的支抗穩(wěn)定性。

在植入角度方面，由于應(yīng)力從種植體傳導(dǎo)至骨界面時(shí)骨皮質(zhì)會承受較大的應(yīng)力，所以隨著植入角度減小，種植體與骨皮質(zhì)的接觸面積勢必增大，那么種植體的穩(wěn)定性就得到了增強(qiáng)；但是，隨著種植體傾斜角度減小，種植體上的水平力矩會隨之增大，導(dǎo)致種植體——骨界面承受的應(yīng)力增加。這兩種立綜合影響種植體的穩(wěn)定性。本研究結(jié)果顯示，隨著傾斜角度增加，種植體的Von-Mises峰值遞減，表明正畸力力矩發(fā)生了改變，這對種植體——骨界面的應(yīng)力分布起重要作用。

種植體的位移不能超過一定的生理限度，否則就可能造成骨小梁微骨折，進(jìn)而導(dǎo)致界面骨組織的吸收和壞死，最終使得植入體發(fā)生松動而失敗。本研究發(fā)現(xiàn)，不管植入角度如何變化，200g水平力的作用下種植體的位移均較小，因此能夠 保持其穩(wěn)定性。同時(shí)種植體在頸部及根尖區(qū)有相對較大的位移，而且在頸部的位移大于根尖區(qū)的位移，且兩者方向相反，呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧洪春.微型種植體支抗在空腔正畸治療中的應(yīng)用探討[J].北方藥學(xué)，2012，9（2）：98-99；

[2]宋元玲，張惠芳，任輝等.微型種植體支抗穩(wěn)定性的臨床研究[J].臨床口腔醫(yī)學(xué)雜志，2010（7），26（7）：423-425；

[3]鄧峰.口腔正畸微植體支抗技術(shù)的生物力學(xué)研究.四川大學(xué)博士學(xué)位論文，2006（10）；

[4]姚遠(yuǎn).微型種植體支抗在口腔正畸中的應(yīng)用[J].海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，17（11）：1544-1546；