兩種矯治設計在下頜近中唇側阻生異位尖牙治療中對鄰近切牙牙根吸收的對比研究

杜建東 韓保迪 李芳蘭 張穎杰

尖牙阻生異位是正畸臨床常見的錯頰畸形，臨床表現為牙列不齊、頰關系紊亂，且多數已導致鄰近牙根吸收。牙片、全景片組織結構互相重疊，二維影像存在缺陷[1]，難以準確定位阻生異位牙，盲目牽引給治療增加了困難，并且加大了鄰近切牙牙根吸收的風險，因而矯治難度較大而選擇拔除阻生尖牙。然而尖牙位于牙弓的轉角處，對保持咬合的正常功能和美觀有著重要意義，應盡早診斷和保守治療。近些年來口腔錐形束CT(CBCT)被廣泛應用于正畸臨床，三維方向顯示阻生異位牙位置和毗鄰關系，從而明顯提高了阻生異位尖牙的診治成功率。上頜尖牙是第二常見發(fā)生阻生的牙齒，僅位于第三磨牙之后[2],患病率1%～3%,下頜尖牙阻生比較少見，患病率為0.35%[3]，下頜阻生異位尖牙治療在國內外僅限于病例報告，治療前后鄰近切牙牙根吸收的研究卻十分少見。本研究首次將種植牙導板原理應用于阻生異位尖牙牽引治療中，三維整合牙頜模型，確定異位尖牙牽引方向，定位牽引鉤位置并3D打印牽引鉤導板，指導牽引鉤彎制進而牽引阻生異位尖牙，并與常規(guī)牽引設計比較，觀察矯治效率和鄰近切牙牙根吸收情況，為精準高效安全的臨床治療提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

1.1.1 一般資料 蘭州大學第二醫(yī)院口腔正畸科2013～2020 年門診病例，納入標準：(1)年齡≥13 歲，恒牙;(2)臨床檢查可見下頜尖牙近中唇側異位阻生，牙冠已萌出或未萌位于黏膜下，異位于同側下頜中切牙和側切牙牙根唇側，未越過下頜牙列中線，鄰近切牙松動度≤Ⅰ°(圖 1);(3)X線檢查可見下頜阻生尖牙牙冠異位于同側下頜中切牙和側切牙牙根唇側，尖牙牙冠無明顯扭轉，根尖位于下頜乳尖牙或第一雙尖牙牙根的唇側，牙根無明顯彎曲，鄰近切牙牙根吸收長度≤根長1/2，面積≤牙根截面的1/3(圖 2);(4)身體健康，無正畸治療史，無明顯頜骨畸形，無嚴重顳頜關節(jié)疾病。排除標準：(1)阻生尖牙異位于下頜切牙根尖的齦方;(2)阻生尖牙骨粘連;(3)阻生尖牙伴囊腫。共收集到24 例正畸病例均為下頜單側異位尖牙，男17 例，女7 例，左側14 例，右側10 例，其中11 例異位尖牙牙冠已萌出2/3，7例已萌出1/3，其余6 例未萌尖牙牙冠位于黏膜下，在矯治前均給于充分暴露。24 例患者隨機分成研究組和對照組。經蘭州大學第二醫(yī)院倫理委員會審查，患者知情并簽署相關同意書(批號： 2021A-385)。

圖 1 矯治前口內像

圖 2 矯治前CBCT影像

1.1.2 測量下頜尖牙阻生異位側的切牙牙根長度及面積 分別在矯治前(T0)及尖牙牙冠牽引至側切牙牙根遠中時(T1)行i-CAT 3D exam口腔CBCT(Kavo,德國)檢查，DICOM文件導入Dolphin Imaging 11.8軟件分析圖像并進行重建，并分別在異位側的切牙冠狀面、矢狀面及軸面測量牙根長度(mm)和面積(mm2)。在冠狀面上由切牙近中釉牙骨質界向牙長軸作垂線，測量垂足與切牙根尖最頂點的距離，同時測量從近中釉牙骨質界與遠中釉牙骨質界的連線向根方整個牙根截面面積(圖 3A)；在矢狀面上由切牙唇側釉牙骨質界向牙長軸作垂線，測量垂足與切牙根尖最頂點的距離，同時測量從唇側釉牙骨質界與舌側釉牙骨質界的連線向根方整個牙根截面面積(圖 3B)；在矢狀面上先把牙根長度三等分，在軸面上分別測量根上1/3與根中1/3間截面面積及根中1/3與根尖1/3間截面面積(圖 3C)。測量均由一位研究者操作完成，測量2 次，間隔1 周，取2 次的平均值作為結果。

1.1.3 記錄兩組患者從T0至T1的矯治時長。

1.2 制定矯治方案

所有病例的矯治方案均由一位高年資口腔正畸副主任醫(yī)師設計，所有方案均設計2 次，中間間隔1 周，牽引鉤位置取2 次的中間位點。

圖 3 三維測量下切牙根長及截面面積

1.2.1 研究組制定虛擬矯治方案

1.2.1.1 下頜三維整合牙頜模型的建立 將研究組12 例患者矯治前(T0)的CBCT掃描數據導入Mimics 20.0 軟件，重建得到三維CBCT模型；三維掃描模型采用3shape trios 3掃描儀掃描患者口內下頜牙列獲得。將兩者通過3-matic 12.0軟件進行配準與融合，獲得同時包含牙根和牙冠信息的三維整合下牙頜模型(圖 4)。

圖 4 三維整合下牙頜模型

1.2.1.2 計算機輔助設計與制作個性化牽引鉤導板

1.2.1.2.1 牽引鉤位置的虛擬定位和個性化牽引鉤導板的設計 在三維整合模型上觀察異位尖牙和鄰牙牙根的位置關系，可見異位尖牙牙冠緊鄰切牙牙根，多數病例切牙根已發(fā)生了吸收，因此異位尖牙牙冠應先向唇側移動，離開切牙牙根后再向遠中方向牽引，為了兼顧牽引效率，牽引方向設計為復合型方向，圖中紅色箭頭即為牽引方向(圖 5A、B)。應用3-matic12.0和ZBrush 2019軟件設計三維牽引鉤導板，導板分為固位部分和引導部分，固位部分覆蓋切牙牙冠，引導部分設計為錐狀突起，突起尖端即為牽引鉤位置。在三維整合模型上異位尖牙牙冠唇側切1/3正中設計虛擬舌側扣，根據異位尖牙和鄰牙牙根位置關系，調整錐狀體尖端位置，目的是使尖牙牽引移動時，唇向分解力F1產生的唇向移動分量剛好滿足尖牙在遠中移動的同時脫離與鄰近切牙根面的接觸。在此基礎上定位牽引鉤位置，設計出個性化牽引鉤導板。圖中藍色扣狀體為虛擬舌側扣，牽引前研究組根據虛擬舌側扣的位置粘接舌側扣，綠色錐狀體尖端位置即為牽引鉤位置(圖 5)。

圖 5 虛擬牽引鉤導板的設計

1.2.1.2.2 個性化牽引鉤導板的打印 根據三維整合模型上定位的牽引鉤位置，采用快速成型設備SLA光固化快速成型打印機(型號PRT-800、355 nm光敏樹脂，深圳市金石三維打印科技有限公司)，打印出個性化牽引鉤導板(圖 6)。

圖 6 打印個性化牽引鉤導板

1.2.1.3 根據牽引鉤導板指導改良舌弓的制作 于下頜兩側第一雙尖牙、第一磨牙分別制作個別帶環(huán)，對于拔除尖牙異位側下頜第一雙尖牙病例，則在第二雙尖牙上制作個別帶環(huán)，舌弓焊接于4 個帶環(huán)舌側，尖牙異位側兩帶環(huán)頰側焊接牽引支架，依據牽引鉤導板在支架近中末端彎制小圈作為牽引鉤，小圈近中部半圓弧線中點作為牽引點，并使牽引鉤牽引點與導板錐狀體尖端重疊。頰舌側焊接鋼絲直徑均為1.0 mm(圖 7)。

圖 7 根據牽引鉤導板指導改良舌弓的制作

1.2.2 對照組制定常規(guī)矯治方案 對照組在下頜異位尖牙牙冠唇側切1/3正中粘接舌側扣，行常規(guī)牽引設計，即僅依據CBCT影像學資料及口腔檢查評估異位尖牙和鄰近切牙的位置關系，直接在患者口內下頜牙弓上設計牽引裝置及目測確定牽引鉤位置，技工模型上制作牽引裝置，支架設計同研究組(圖 8)。

1.3 矯治步驟

1.3.1 牽引下頜異位尖牙 兩組均將改良舌弓支架粘接于口內，按照各自矯治設計確定的牽引方向，用鏈狀皮圈從改良舌弓支架近中末端的牽引鉤懸掛至尖牙唇面舌側扣，對異位尖牙施以0.49 N的牽引力，牽引力為唇側及遠中的復合型方向(圖 9)；當尖牙牙冠移動至側切牙牙根遠中時(T1)(圖 10)行CBCT復查，同時復測異位側下頜中切牙及側切牙根長度及面積。拔除下頜滯留乳尖牙或第一雙尖牙，調整支架近中末端小圈的位置，對異位尖牙施加頰向、舌向牽引力，將異位尖牙牽引入牙列。

圖 8 常規(guī)牽引設計的應用

圖 9 唇側及遠中方向的復合型牽引

圖 10 埋伏異位尖牙牙冠牽引至側切牙牙根遠中

1.3.2 用直絲弓矯治器進一步排齊異位尖牙 見圖 11。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 17.0進行單樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗，兩組異位側下頜中、側切牙牙根長度、面積在T0與T1的測量數據及矯治時長均符合正態(tài)分布。采用配對t檢驗分別比較兩組組內下頜中、側切牙牙根長度、面積的變化值(T1-T0)的差異，應用獨立樣本t檢驗比較兩組(T1-T0)矯治時長的差異。P<0.05為統(tǒng)計學差異具有顯著性，分析結果見表 1～4。

表 2 2 組T1與T0期尖牙異位側的下頜切牙牙根長度及面積的比較：矢狀面切面組(n=12)

2 結 果

表 1顯示研究組在冠狀面切面，尖牙牙冠移動至側切牙牙根遠中時(T1)與治療前 (T0)比較，下頜尖牙異位側中、側切牙牙根長度及面積均無顯著性差異(P>0.05)。對照組在冠狀面切面，尖牙牙冠移動至側切牙牙根遠中時(T1)與治療前(T0)比較，下頜尖牙異位側中、側切牙牙根長度及面積均發(fā)生了減小，其中下頜中切牙根長度及面積分別減小0.23 mm和0.13 mm2，下頜側切牙根長度及面積分別減小0.19 mm和0.15 mm2，變化都具有顯著性差異(P<0.05)。

表 2顯示研究組在矢狀面切面，尖牙牙冠移動至側切牙牙根遠中時(T1)與治療前 (T0)比較，下頜尖牙異位側中、側切牙牙根長度及面積均無顯著性差異(P>0.05)。對照組在矢狀面切面，尖牙牙冠移動至側切牙牙根遠中時(T1)與治療前(T0)比較，下頜尖牙異位側中、側切牙牙根長度及面積均發(fā)生了減小，其中下頜中切牙根長度及面積分別減小0.44 mm和0.32 mm2，下頜側切牙根長度及面積分別減小0.32 mm和0.48 mm2，變化都具有顯著性差異(P<0.05)。

表 3 2 組T1與T0期尖牙異位側的下頜切牙牙根面積的比較：軸向切面組(n=12)

表 4 2 組T0到T1期牽引時長的比較(n=12)

表 3顯示研究組在軸面切面，尖牙牙冠移動至側切牙牙根遠中時(T1)與治療前 (T0)比較下頜尖牙異位側中、側切牙牙根面積均無顯著性差異(P>0.05)。對照組在軸切面，尖牙牙冠移動至側切牙牙根遠中時(T1)與治療前(T0)比較，下頜尖牙異位側中、側切牙根中1/3截面及根尖1/3截面面積均發(fā)生了減小，其中下頜中切牙根中1/3截面及根尖1/3截面面積分別減小0.28 mm2和0.16 mm2，下頜側切牙根中1/3截面及根尖1/3截面面積分別減小0.18 mm2和0.09 mm2，變化都具有顯著性差異(P<0.05)。

表 4顯示從T0到T1，研究組平均用時6.05 個月，對照組平均用時8.25 個月(P<0.01)。

24 例24 顆下頜近中唇側異位尖牙經過牽引治療，均最終到達頰平面，鄰接和頰關系良好，矯治結束檢查鄰近切牙無明顯松動，尖牙牙根無明顯吸收，牙周無異常，牙髓活力測試正常。

3 討 論

3.1 CBCT在阻生異位尖牙診斷和治療中的作用

目前尚不清楚尖牙阻生的病因，可能與遺傳因素、先天缺失側切牙、多生牙、乳牙滯留、以及局部解剖結構等干擾了尖牙的萌出路徑有關[4-5]。其中先天缺失側切牙常導致尖牙阻生，乳牙滯留導致的尖牙異位較多見。醫(yī)生借助傳統(tǒng)二維影像，無法在三維方向上定位阻生牙的位置、角度，其與鄰近組織的關系更是依賴臨床經驗，因此對于阻生異位尖牙的診斷、矯治設計、矯治過程均有很大的影響。CBCT在口腔正畸的應用能夠重建得到牙列清晰、直觀的三維圖像，使得阻生尖牙定位的精確性大大提高[6-7]，同時提高了牙根吸收的發(fā)現率[8]并對嚴重程度作出評估[9]，有利于醫(yī)生確定附件粘接位置，設計牽引力的方向，提高對阻生異位尖牙治療的成功率，因此，CBCT對阻生尖牙診斷和治療具有重要意義。

3.2 CBCT與數字化牙模的配準與融合

CBCT在三維重建時不能形成光滑的解剖結構表面，而虛擬治療方案的制定及手術導板的制作需要準確模擬咬合關系以及精確顯示牙冠表面結構。一種解決辦法是將CBCT的牙根數據與3D成像系統(tǒng)的牙冠數據配準融合，形成三維整合牙頜模型，Plooij等[10]詳述了此過程。三維整合牙頜模型已應用在顱頜面手術中制定虛擬的治療方案及制作手術導板，提高了手術的可預測性和準確性。在口腔種植中，應用三維整合牙頜模型快速成型的種植導板植入植體，使得術前就已明確植入方向與位置，精確性明顯提高[11]，同時減少手術的并發(fā)癥與風險。同樣在植入正畸微種植體時，唐敏等[12]利用三維整合牙頜模型,設計并制作個性化植入手術導板，保障了植入的安全，提高了成功率。本研究選擇尖牙牙冠已部分萌出或能切開暴露的病例，借鑒上述原理，使用3Shape Trios 3數字口內掃描患者下頜牙列，獲取包括異位尖牙牙冠在內的下頜牙列數據，與CBCT掃描的牙頜數據通過3-matic 12.0進行配準與融合，創(chuàng)建出數字化三維整合牙頜模型，明確阻生異位尖牙與鄰近切牙牙根的位置關系，確定虛擬牽引方向并3D打印牽引鉤導板，指導臨床對阻生異位尖牙的牽引治療。

3.3 阻生異位尖牙鄰近切牙牙根的吸收情況

阻生異位尖牙臨床發(fā)現時常已導致鄰近切牙牙根吸收，因為傳統(tǒng)二維X線檢查的局限性，早期研究發(fā)生率較低。在3 000 例阻生尖牙患者中Townend[13]發(fā)現只有3 例鄰近切牙牙根吸收，Ericson等[14]發(fā)現異位尖牙病例中僅12.5%的患者可見明顯的切牙牙根吸收。在隨后的三維影像研究中鄰近切牙牙根吸收的發(fā)生率明顯提高，Ericson等[15]研究發(fā)現107 例患者側切牙牙根吸收率為80.5%。Liu等[16]發(fā)現在105 顆由于尖牙阻生導致牙根吸收的切牙中，側切牙占為53.3%，中切牙占46.7%，考慮側切牙距阻生異位尖牙近，牙根更易受到壓迫影響。本研究中共38 顆鄰近切牙在矯治前存在牙根吸收，占總鄰近切牙數的79.2%，其中側切牙22 顆占已吸收鄰近切牙的57.9%，中切牙16 顆占42.1%，這與大多數學者研究的結果基本一致。

3.4 2 種矯治設計對鄰近切牙牙根吸收的對比

阻生尖牙在牽引治療過程中，存在更大的鄰近切牙牙根吸收風險。用傳統(tǒng)方法牽引上頜阻生尖牙，多采用頜內和頜間牽引力[17-20]，比如鎳鈦拉簧[21]、彈性橡皮鏈和改形弓絲[22],而支抗使用大直徑弓絲，由于無法精確控制牽引力矢量，阻生異位尖牙必將壓迫鄰近切牙牙根，一方面牽引會受阻，另一方面若持續(xù)牽引勢必導致鄰近切牙牙根受壓吸收。國內外對下頜阻生尖牙的研究中多為病例報道，傅民魁[23]對1 例下頜雙側尖牙于下中切牙唇側阻生進行了非減數治療，Sachin Agarwal等[24]應用下唇桿加強支抗對一例下頜雙側的異位阻生尖牙進行牽引治療，異位阻生尖牙均成功牽引到位，但矯治前后并未測量比較鄰近切牙牙根吸收情況。Arriola-Guillen 等[25]在CBCT的引導下制作了口內暫時支抗牽引裝置(TAD)加強支抗，使用鎳鈦拉簧閉合牽引阻生上頜尖牙，此力學機制較好地控制牽引力的方向，但因未能精準定位牽引矢量，在矯治結束三維方向上測量牙根長度及面積后發(fā)現，鄰近切牙牙根均發(fā)生了進一步吸收，其中長度吸收0.37～1.88 mm，面積吸收0.43～4.79 mm2，且牙根吸收多發(fā)生于根尖1/3處。本研究中24 顆異位尖牙均采用改良舌弓作為支抗裝置，支抗負荷有下頜兩側的第一磨牙和第一或第二前磨牙共同承擔，支抗充足。對照組術前參考CBCT及口腔檢查常規(guī)設計牽引鉤位置，尖牙牙冠移動至側切牙牙根遠中時(T1)與治療前 (T0)比較，下頜鄰近切牙牙根長度及面積在冠狀向、矢狀向、軸向上均有不同程度減小(P<0.05)，其中矢狀向上吸收的更明顯，說明牽引方向定位不精確，大多數牽引鉤位置偏遠中，在牽引尖牙的過程中鄰近切牙牙根唇面及根尖受到了擠壓，從而發(fā)生了一定程度吸收。同時由于鄰近切牙阻礙了尖牙牙冠的移動，牽引用時延長。若將牽引鉤位置過于向近中調整，一方面會激惹口腔黏膜，另一方面會帶來尖牙唇向移動過多導致的牙周問題，再者還會延長牽引用時。因此需建立一種個性化的生物力學機制[26]，一方面需堅強支抗，另一方面要精確定位牽引方向。研究組三維虛擬矯治設計牽引鉤位置，依據3D 打印牽引鉤導板彎制牽引鉤，精準定位牽引方向，在牽引初期使阻生異位尖牙牙冠發(fā)生遠中及唇向的復合運動，并且唇向移動量剛好使尖牙牙冠離開切牙牙根,再進行下一步的治療[27]。研究組在尖牙牙冠移動至側切牙牙根遠中時(T1)與治療前 (T0)比較，下頜鄰近切牙牙根長度及面積在冠狀向、矢狀向、軸向上均無顯著性差異(P>0.05)，表明在牽引尖牙脫離切牙牙根向遠中移動過程中，未導致切牙牙根的進一步吸收，同時牽引矯治時間平均6.05 個月，明顯短于對照組的8.25 個月(P<0.01)。本研究三維虛擬矯治設計牽引尖牙有效防止了鄰近切牙牙根的進一步吸收，同時提高了矯治效率。

本研究中3D打印牽引導板，而牽引裝置還需手工制作，且存在面積大、易激惹口腔黏膜等缺點，目前3D打印個性化活動矯治器已應用于正畸臨床[28]，下一步研究可嘗試3D打印個性化牽引裝置，為更加舒適、精準的治療提供理論依據；本研究樣本量較小，只限于下頜阻生異位尖牙，對于嚴重低位及骨性阻生的尖牙，亦待進一步深入研究。