無托槽隱形矯治器對(duì)成人拔牙患者上中切牙壓低效率、前牙區(qū)牙槽骨及牙周膜應(yīng)力的影響

林茜茜

【摘 要】目的 探討無托槽隱形矯治器對(duì)成人拔牙患者上中切牙壓低效率、前牙區(qū)牙槽骨及牙周膜應(yīng)力的影響。方法 選取2021年1月-2022年10月于西寧市第一人民醫(yī)院口腔正畸科行拔牙矯正的80例成人患者為研究對(duì)象，均接受無托槽隱形矯治器治療。通過Ansys workbench 2020 r2針對(duì)患者前牙區(qū)牙槽骨、牙周膜最大應(yīng)力值和移動(dòng)距離進(jìn)行回歸分析。結(jié)果 80例患者的A值為（3.82±0.92）mm，B值為（0.57±0.43）mm，C值為（-0.23±0.72）mm；B值、C值均小于A值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；B值與C值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；D壓經(jīng)過重疊測(cè)量為（-3.64±1.40）mm；C值與D值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；三維有限元分析模型中顯示，9例患者牙根尖處、牙周膜頸緣處為出現(xiàn)最大應(yīng)力值的部位；相關(guān)性回歸分析中顯示，9例患者右上頜尖牙牙周膜頸緣處最大應(yīng)力值、移動(dòng)距離在直線、對(duì)數(shù)、指數(shù)上存在相關(guān)性（P<0.05）。結(jié)論 在一定的移動(dòng)距離下，無托槽隱形矯治器針對(duì)成年人拔牙患者前牙區(qū)牙槽骨、牙周膜的應(yīng)力隨著矯治量的增加而增加，對(duì)上中切牙壓低效率的影響上，常規(guī)方案中壓低值越大，則伸長(zhǎng)趨勢(shì)越強(qiáng)，醫(yī)生需要設(shè)計(jì)更多的壓低過矯治。

【關(guān)鍵詞】無托槽隱形矯治器；牙槽骨；牙周膜；上中切牙壓低效率

中圖分類號(hào)：R783.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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

隨著口腔醫(yī)學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)口腔頜面畸形問題的重視度逐漸增加，在成年人身上尤為常見，但成年人較之于青少年而言，其牙齒及周圍組織的可塑性已經(jīng)明顯降低，且大多伴有齲壞，或牙周疾病，因此一些病例會(huì)涉及拔牙矯正[1]。同時(shí)，牙齒、頜骨部位的應(yīng)力、受力狀況非常復(fù)雜，因此拔除牙齒以后，醫(yī)生有必要對(duì)于這些牙齒缺失之后構(gòu)成的應(yīng)力分布進(jìn)行考慮，使拔牙患者在攜帶牙齒矯正器后牙齒得以有效移動(dòng)[2，3]。無托槽隱形矯治器是近年來出現(xiàn)的一種數(shù)字化矯正技術(shù)，較之前傳統(tǒng)的固定托槽矯治器而言，無托槽隱形矯治器有利于口腔衛(wèi)生的維護(hù)，減少了患齲齒和牙齦炎的風(fēng)險(xiǎn)；患者較為舒適，不存在摩擦口腔黏膜的疼痛感；為透明彈性材料，隱形效果良好，更加美觀；且患者可以看到虛擬的矯治過程。但同樣，無托槽隱形矯治器對(duì)牙齒的加力方式和傳統(tǒng)固定托槽矯治器不同，因此其涉及到的生物力學(xué)值得關(guān)注[4]。尤其在拔牙病例中，一些患者會(huì)出現(xiàn)“過山車”效應(yīng)，即：在正畸過程中，患者被矯治牙齒因?yàn)樵馐懿贿m當(dāng)?shù)恼?，并且弓絲的強(qiáng)度不滿足患者的矯治要求，進(jìn)而導(dǎo)致其牙齒出現(xiàn)傾斜移動(dòng)[5]。因此，本研究通過探討無托槽隱形矯治器在成人拔牙案例中對(duì)于患者上中切牙壓低值、牙周膜和牙槽骨應(yīng)力狀況的影響，以其為今后正畸醫(yī)生在臨床治療中設(shè)計(jì)矯治方案提供更精確的指導(dǎo)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選取2021年1月-2022年10月于西寧市第一人民醫(yī)院口腔正畸科行拔牙矯正的80例（160顆牙）成人患者為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：頜面部發(fā)育正常的成人患者；均采用同一種無托槽隱形矯治器；均需要拔矯，涉及前牙內(nèi)收，拔除牙位為第一前磨牙或第二前磨牙；在以往的治療方案中均要求患者上中切牙均不能額外設(shè)計(jì)壓低值；上中切牙為天然牙無缺損；無上頜磨牙缺失并且在治療過程其上頜磨牙在垂直方向無明顯位移；依從性良好，均按照醫(yī)生的囑咐佩戴矯治器每天不少于22 h，并且能夠做到定時(shí)復(fù)診；無其它口腔疾??；開展本次治療前正畸治療效果在可以接受的范圍內(nèi)。排除標(biāo)準(zhǔn)：其中切牙存在修復(fù)體或者大面積牙體缺損的情況；以往正畸治療治療失敗的患者；患者口內(nèi)上頜磨牙存在缺失的情況。研究對(duì)象中男37例，女43例；年齡21～35歲，平均年齡（28.23±2.03）歲。本研究所有患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 上中切牙壓低效率計(jì)算、分析 針對(duì)患者進(jìn)行測(cè)量的計(jì)算機(jī)配置為Surface Pro5（Microsoft及Windows 10 ）；在完成針對(duì)患者第一階段的治療之后，通過治療方案針對(duì)患者的口腔制定數(shù)字化模型；使用口腔掃描儀針對(duì)其口腔內(nèi)部掃描。結(jié)合治療方案中的牙齒移動(dòng)量表，將該表格中的上中切牙壓低值記為A值；將涉及動(dòng)畫方案中初始設(shè)置、預(yù)期結(jié)束時(shí)的冠狀面二維重疊圖像截圖并且導(dǎo)入到PS軟件中，隨后以重疊圖像所提供的比例為標(biāo)尺，分別對(duì)患者上中切牙近中切角點(diǎn)、切緣點(diǎn)、遠(yuǎn)中切角點(diǎn)垂直高度的距離差進(jìn)行測(cè)量，隨后取其平均值，這一值記為B值。重疊時(shí)，需要選取明顯的牙尖、中央窩、頰面溝等解剖部位作為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)并重疊，在之后通過3D途徑比較，比較的標(biāo)準(zhǔn)一般為0.5 mm，若顯示為綠色則代表重疊狀況良好；隨后將重疊好的測(cè)試數(shù)據(jù)圖形給導(dǎo)出并導(dǎo)入Materialise Mgincs 系統(tǒng)并在這之后形成的模型中建立三維坐標(biāo)系確定X、Y平面并使其重合，Z代表垂直方向。標(biāo)記上頜中切牙上區(qū)三個(gè)測(cè)量點(diǎn)，然后測(cè)量每一個(gè)點(diǎn)到頜平面的垂直距離，而預(yù)期和初始數(shù)字圖形垂直距離的差值則記為C值，若差值顯示為負(fù)值，則代表伸長(zhǎng)，這一方面也應(yīng)用到針對(duì)D值（D值是指實(shí)際的3D壓低值）的測(cè)量中。

1.2.2 前牙區(qū)牙周膜、牙槽骨應(yīng)力影響分析 針對(duì)患者的牙周膜、牙槽骨應(yīng)力狀況建立三維有限元分析模型，在測(cè)量過程令所有患者均接受CBCT的拍攝；然后將掃描之后生成的圖像文件導(dǎo)入到Mimics21.0中進(jìn)行三維重建，根據(jù)先前CBCT圖像在灰度值顯示牙體和牙槽骨組織之間差異，通過閾值化技術(shù)分別對(duì)牙槽骨、上頜牙列三維模型STL文件提取，并導(dǎo)入到Geomagic Weap[6]。通過軟件對(duì)于模型中的釘狀物、缺陷等進(jìn)行抹除、光滑、細(xì)化等處理；通過精確曲面將牙槽骨擴(kuò)大的前牙區(qū)膜性轉(zhuǎn)入實(shí)體模型中的STEP文件并導(dǎo)入SOLID WORKDS 2018進(jìn)行布爾運(yùn)算以獲得符合實(shí)驗(yàn)需要的牙周膜模型、牙槽骨模型。將前牙區(qū)牙周膜、牙槽骨、無托槽隱形矯治器均假定為均質(zhì)、連續(xù)的線彈體，矯治器厚度設(shè)置為0.8 mm；牙槽骨、牙周膜均采用四面體單元，而矯治器為三角形殼單元講牙槽骨、牙周膜之間設(shè)定為綁定關(guān)系，而矯治器、牙槽骨之間設(shè)定為無摩擦關(guān)系，并將牙槽骨頂部設(shè)定為固定約束。囑患者均遵醫(yī)囑、治療計(jì)劃佩戴牙套，完成了第一階段治療后進(jìn)行調(diào)整；囑患者每一副矯治器佩戴2周，而每佩戴4副矯治器后進(jìn)行1次復(fù)診，醫(yī)生了解患者矯治器佩戴情況、牙周狀況。為保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，研究規(guī)定：每佩戴10副對(duì)患者開展口內(nèi)、頭顱、牙齒移動(dòng)距離展開檢查。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 牙周膜、牙槽骨應(yīng)力狀況分析 對(duì)于患者牙周膜、牙槽骨應(yīng)力值和移動(dòng)距離之間的關(guān)系采用直線、對(duì)數(shù)、指數(shù)回歸的方式進(jìn)行分析。

1.3.2 上中切牙壓低變化分析 根據(jù)患者上中切牙A、B、C、D值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，針對(duì)患者的A、D兩值展開回歸分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)數(shù)資料以[n（%）]表示，行χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料以（x-±s）表示，行t檢驗(yàn)；采用直線、對(duì)數(shù)、指數(shù)回歸分析法；P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，相關(guān)性存在。

2 結(jié)果

2.1 上中切牙壓低效率 80例患者的A值為（3.82±0.92）mm，B值為（0.57±0.43）mm，C值為（-0.23±0.72）mm；B值與A值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；C值與A值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），B值與C值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），D壓經(jīng)過重疊測(cè)量后均被發(fā)現(xiàn)為負(fù)值，其為（-3.64±1.40）mm；C值與D值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見表1、表2。

2.2 牙周膜最大應(yīng)力值、移動(dòng)距離回歸分析結(jié)果本研究在80例患者中任意抽取了9例患者；三維有限元分析模型中顯示，9例患者牙根尖處、牙周膜頸緣處為出現(xiàn)最大應(yīng)力值的部位；相關(guān)性回歸分析中顯示，9例患者右上頜尖牙牙周膜頸緣處最大應(yīng)力值、移動(dòng)距離在直線、對(duì)數(shù)、指數(shù)上存在相關(guān)性，見表3。

3 討論

正畸治療中，牙齒常常會(huì)因不能達(dá)到理想的移動(dòng)距離，使得正畸效果不佳甚至損壞牙周組織；因此需要醫(yī)生針對(duì)患者設(shè)計(jì)矯治量，但是需要精確把握這個(gè)距離，矯治量不合適會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)牙周膜及周圍組織損壞等狀況[7]。本研究結(jié)合三維有限分析等數(shù)字化方法探討無托槽隱形矯治器針對(duì)成人拔牙患者牙周膜和牙槽骨應(yīng)力狀況、上中切牙壓低效率的影響。

本研究發(fā)現(xiàn)，牙根尖處、牙周膜頸緣處為牙周膜應(yīng)力部位出現(xiàn)最大應(yīng)力值的點(diǎn)；右上頜側(cè)切牙、尖牙側(cè)唇腭側(cè)牙槽嵴頂處為牙槽骨出現(xiàn)最大應(yīng)力值的點(diǎn)，結(jié)果顯示研究中所采用的分析軟件可以正確模擬這幾處當(dāng)時(shí)的受力狀況，該軟件的模擬效果在研究中發(fā)生的作用，與一些學(xué)者所描述的情況相近[8]。本研究結(jié)果還顯示，牙槽骨、牙周膜最大應(yīng)力值、移動(dòng)距離更符合對(duì)數(shù)回歸模型模擬結(jié)果，提示在大多數(shù)情況下，對(duì)過矯治量進(jìn)行增加會(huì)導(dǎo)致患者牙槽骨、牙周膜應(yīng)力狀況明顯變化；且在一定的移動(dòng)距離下，無托槽隱形矯治器對(duì)于患者牙周膜、牙槽骨應(yīng)力會(huì)隨著移動(dòng)距離增大而增大[9]。無托槽隱形矯治器的常規(guī)方案中，A、B、C壓低值均趨向于0，因此常規(guī)方案中的涉及旨在矯治中，使得患者前牙在內(nèi)收過程中不出現(xiàn)伸長(zhǎng)，但是常規(guī)方案中的涉及不能滿足這種效果，在研究中還發(fā)現(xiàn)患者均出現(xiàn)不同程度的牙齒伸長(zhǎng)趨向，并且該變化和設(shè)計(jì)中的壓低值大小有正相關(guān)性，因此常規(guī)方案中涉及的壓低值在臨床上可幫助醫(yī)生在后續(xù)治療中預(yù)測(cè)中切牙的伸長(zhǎng)量，同時(shí)方便醫(yī)生在對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改時(shí)，快速計(jì)算患者應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)的切牙壓低過矯治量，提升對(duì)患者的矯治效果[10]。應(yīng)用無托槽隱形矯治器開展牙齒矯正中，合理設(shè)計(jì)移動(dòng)距離、過矯治量，可使得前牙區(qū)牙槽骨、牙周膜應(yīng)力狀況更符合正畸需求[11]。

綜上所述，在一定的移動(dòng)距離下，無托槽隱形矯治器針對(duì)成年人拔牙患者前牙區(qū)牙周膜、牙槽骨的應(yīng)力隨著矯治量的增加而增加。對(duì)上中切牙壓低效率的影響上，常規(guī)方案中壓低值越大，則伸長(zhǎng)趨勢(shì)越強(qiáng)，醫(yī)生需要設(shè)計(jì)更多的壓低過矯治。

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編輯 扶田