三种矫治器治疗安氏Ⅱ类2分类对切牙牙根吸收的影响

陈宏裕，管兆兰，李 根，王 华，孙 雯，张卫兵,2

安氏Ⅱ类2分类的患病率在1.5%～7.0%之间[1]。安氏Ⅱ类2分类错牙合畸形常表现为磨牙的远中关系、上前牙舌倾以及闭锁性咬合等。对患者面部外观、咬合稳定、颞下颌关节以及心理健康造成影响[2-3]。由于内倾型深覆牙合的切牙根尖紧贴唇侧骨皮质，在唇倾过程中牙根转矩控制不佳极易导致牙根吸收[4]。固定矫治技术一直是正畸治疗的主流，但其在镍钛圆丝初始排齐阶段，对前牙转矩无法进行有效控制。近年来，无托槽隐形矫治技术因美观舒适等优点而得到普及，但其对于牙根吸收的影响尚存争议[5]。有研究表明通过数字化流程设计并制作透明矫治器可对前牙转矩实现相对精准的控制[6]。安氏Ⅱ类2分类矫治难度大，对前牙转矩控制要求高，而无托槽隐形矫治技术能否减少牙根吸收发生以及牙根吸收的模式尚有待研究。因此，本研究通过比较无托槽隐形矫治技术与传统MBT托槽以及自锁托槽正畸治疗前后上下颌切牙牙根的变化，以期为临床治疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象

本回顾性研究从2016年1月至2018年12月就诊于南京医科大学附属口腔医院正畸科的患者中收集病例资料完整且已完成正畸治疗患者。本研究经南京医科大学口腔医学院伦理委员会批准(PJ2014-045-001)。

纳入标准：①口内咬合关系为安氏Ⅱ类2分类即磨牙远中关系且上中切牙舌倾；②牙列无拥挤或轻中度拥挤；③恒牙列且无缺牙；④接受固定矫治器或隐形矫治器的正畸治疗，治疗依从性良好；⑤具备完善的CBCT影像学资料。

排除标准:①颅面畸形、综合征或骨骼畸形(如唇腭裂)；②外伤史；③有前牙矫正或根管治疗史；④显著影响前牙的病理问题，如牙根吸收、牙周炎、牙周病和龋病；⑤多生牙、阻生牙(第三磨牙除外)以及颞下颌关节紊乱。

基于上述标准，本研究共收集安氏Ⅱ类2分类样本30例,共240颗切牙。根据矫治器类别将样本人群分为3组:传统MBT托槽组(男5例，女5例，平均年龄(24.40±3.53)岁)；自锁托槽组(男4例，女6例，平均年龄(22.20±3.05)岁)；无托槽隐形矫治器组(男4例，女6例，平均年龄(22.90±2.60)岁)。

1.2 矫治方法

①传统MBT托槽组：直丝弓矫治技术，3M金属结扎翼矫治器 (Victory Series;3M Unitek,美国)。初期排齐整平阶段：矫治弓丝顺序依次为 0.012英寸、0.014英寸、0.016英寸、0.018英寸、0.016×0.022英寸、0.018×0.025英寸的镍钛丝。结束阶段应用 0.019英寸×0.025英寸不锈钢丝。②自锁托槽组：直丝弓矫治技术，金属自锁托槽(Damon Q;Ormco,美国)。初期排齐整平阶段：矫治弓丝顺序依次为0.014英寸、0.018英寸、0.014英寸×0.025英寸、0.018×0.025英寸的镍钛丝。结束阶段应用 0.019英寸×0.025英寸不锈钢丝。③无托槽隐形矫治器组：应用 Invisalign 隐形矫治器(Align Technology, Santa Clara, 美国)，数字化矫治设计软件中治疗目标设计为建立前牙浅覆牙合、浅覆盖以及尖牙、磨牙的中性关系。需每日佩戴矫治器时间≥22 h，每副矫治器连续佩戴10 d，辅助咬胶提高设计表达。

1.3 研究方法

1.3.1 数据获取 所有正畸患者矫治前后接受New Tom VG(美中意国际贸易(北京)有限公司，意大利)扫描，扫描参数(110 kV,7.3 mA，曝光时间17 s，视野18 cm×16 cm，体素0.5 mm，图片层厚及间隔0.3 mm)，拍摄结果均以DICOM 3.0格式输出并保存。将DICOM 格式的锥形束CT(CBCT)数据导入Dolphin Imaging Version 11.9.20 软件(Dolphin Imaging & Management Solutions公司，美国)进行头影测量以及上颌中切牙牙槽骨等数据的测量。将CBCT数据导入Mimics version 17.0软件(Material-ise, Leuven,比利时)进行牙根吸收位点分析。收集患者治疗前后模型分析结果并进行研究。采用美国正畸委员会(American Board of Orthodontics, ABO)正畸不调指数(DI)评估三组患者的病例难度。

1.3.2 测量项目 头影测量及模型分析指标：①ANB角，顺次连接上齿槽座点、鼻根点、下齿槽座点，以鼻根点作为顶点的角度;②SN-MP平面，前颅底平面与下颌平面的交角；③IMPA角，下中切牙长轴与下颌平面所成的后上交角；④覆牙合，上切牙切缘盖过下切牙唇面的垂直距离；⑤覆盖，上切牙切缘至下切牙唇面的水平距离；⑥牙弓拥挤度，牙弓应有长度与牙弓现有长度差值。

牙齿长度(L)测量：①在Dolphin Imaging软件三维视图中调整横断面至牙根横截面最大，并使矢状向截面经过上切牙颊舌面最凸点；②在矢状切面转动冠状截面使其通过牙尖与根尖，并在冠状切面转动矢状向截面，使其通过牙尖与根尖；③重复上述步骤，建立每个上切牙的正中矢状面。牙齿长度为正中矢状面连接根尖点和切缘点的距离(图1)。

A：调整横断面至牙根横截面最大，并使矢状向截面(红线所示)经过牙根颊舌面最凸点；B：在矢状切面转动冠状向截面(红线所示)，使其通过牙尖与根尖；C：在冠状向切面转动矢状截面(绿线所示)，使其通过切缘中点与根尖，重复上述步骤，精细调节；D：1为切缘中点；2为根尖点；L为牙齿长度

牙根吸收区域分析：如图2所示，将CBCT数据导入Mimics version 17.0软件中进行三维重建，利用阈值分割以及“Edit Masks”工具将测量牙齿从上颌牙槽骨中分离。治疗前后的重叠首先通过人工配准的方式，使两个时间点的三维模型表面尽量重合[7]。随后采用“Standard Tessellation Language (STL) registration”功能进行精细调整。在治疗前后两个时间点对每个患者应用相似的阈值进行牙齿的重建从而保证重叠后差异来源于尺寸的变化而非阈值设定的不同。当模型被最大化叠加后，将文件导入到3-Matics software version 17.0 (Materialise,Leuven,比利时)进行进一步分割，以生成骨吸收和/或沉积图谱，分析骨吸收主要发生部位。正值表示骨吸收，负值表示骨沉积。

A：Mimics软件中三维重建并重叠矫治前后切牙，蓝色为矫治前切牙模型，黄色为矫治后切牙模型；B：叠加后三维图像导入3-Matics软件进行牙根吸收区域分析，绿色为矫治前切牙模型，黄色/红色示牙根吸收程度

1.4 统计学方法

所有数据测量由同一研究者完成，间隔两周进行第二次测量。利用GraphPad Prism 7软件对测量数据进行统计分析。使用配对t检验比较左、右侧切牙的数据无统计学差异，故选择左右侧平均值作为研究对象。采用卡方检验及单因素方差分析比较各组治疗前基础情况统计学差异。采用Shapiro-Wilks检验和Levene检验分析各组数据正态性和方差齐性。若数据符合正态性，采用配对t检验比较组内治疗前后牙齿长度变化差异，采用方差分析比较组间在矫治前后的差异；若数据不符合正态分布，则采用非参数检验比较组内及组间差异。P<0.05 表明差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 治疗前3组患者的差异以及矫治时间比较

通过CBCT筛选以及病例资料分析，本研究纳入30例安氏Ⅱ类2分类成年患者。传统MBT托槽组、自锁托槽组、无托槽隐形矫治器组平均矫治时间分别为(29.20±5.43)个月、(27.30±6.02)个月及(31.20±3.88)个月(表1)。三组患者年龄、性别、拥挤程度、疗程等基础特征无显著组间差异。根据ABO正畸不调指数比较患者基本情况(表2)，三组患者的DI总分相似(P=0.211)：传统MBT托槽组(13.70±2.99)分；无托槽隐形矫治器组(12.00±3.38)分；自锁托槽组(13.48±3.12)分。

表1 三组矫治方式一致性检验结果

表2 三组矫治前正畸不调指数(DI)Tab.2 Baseline discrepancy index(DI) of the three groups

2.2 三组患者治疗前后牙齿长度变化

传统MBT托槽组和自锁托槽组各切牙牙齿长度以及无托槽隐形矫治器组中切牙和上颌侧切牙牙齿长度治疗后较治疗前显著减小，差异具有统计学意义(表3)。无托槽隐形矫治器组患者下颌侧切牙治疗前后牙齿长度分别为(19.50±1.12)mm及(19.35±1.19)mm，治疗前后牙齿长度变化无统计学差异(P=0.135)。三组患者矫治前牙齿长度分别为传统MBT托槽组(19.70±1.33)mm，自锁托槽组(19.98±0.54)mm，无托槽隐形矫治器组(19.88±0.84)mm，矫治后牙齿长度分别减小为(18.38±1.34)mm，(18.93±0.69)mm及(19.52±0.83)mm，矫治前后差异均有统计学意义(P<0.001)。

表3 矫治前后牙齿长度测量数据对比Tab.3 Pre- and post-treatment changes of measurements

2.3 三组患者治疗前后牙齿长度变化差值对比

与传统MBT托槽组(-1.74±0.72)mm及自锁托槽组(-1.30±0.55)mm相比，无托槽隐形矫治器组患者上颌侧切牙牙齿长度减少(0.36±0.30)mm，三组间上颌侧切牙牙齿长度差值变化具有统计学意义。上颌以及下颌中切牙牙齿长度变化对比，三组之间的差值变化无统计学差异(表4)。下颌侧切牙牙齿长度平均减小值：传统MBT托槽组(1.23±0.66)mm；自锁托槽组(1.05±0.67)mm；无托槽隐形矫治器组(0.15±0.28)mm，三组之间差异具有统计学意义(P<0.001)。对各组患者切牙牙齿长度变化比较，无托槽隐形矫治器组患者对比使用两种固定矫治器的患者显示出更少的牙根吸收量，差异同样具有统计学意义(P<0.001)。

表4 三组患者矫治后牙齿长度变化对比Tab.4 Comparison oftooth lengthchanges among three groups

2.4 三组患者牙根吸收区域比较

通过3-Matics软件对治疗前后三维模型的重叠，结果显示传统MBT托槽组25颗切牙唇侧牙根吸收多于腭侧，55颗切牙牙根吸收腭侧(表5)。自锁托槽组32颗以及无托槽隐形矫治器组34颗切牙唇侧牙根吸收多于腭侧，而自锁托槽组48颗切牙以及无托槽隐形矫治器组46颗切牙牙根吸收的腭侧吸收更为严重。通过对比治疗前后近远中牙根吸收区域，结果显示传统MBT托槽组46颗，自锁托槽组43颗以及无托槽隐形矫治器组45颗切牙近中多于远中区域吸收。各组均表现为近中以及腭侧区域牙根吸收更为明显，三组患者牙根吸收区域无显著统计学差异(唇腭侧P=0.306，近远中P=0.889)。

表5 三组患者矫治后牙根吸收区域比较Tab.5 Comparison of root resorption pattern among three groups 颗

3 讨 论

安氏Ⅱ类2分类治疗原则主要包括纠正内倾的上前牙以及深覆牙合，压低前牙的以及控制转矩，以消除来自下唇的非生理压迫，从而促进口颌系统的长期稳定，获得良好的临床疗效[8-9]。正畸治疗过程中的根尖吸收现象普遍存在，严重影响患者的生活质量和正畸治疗效果。此前的研究表明牙根吸收的发生率与固定矫治器的类型相关[10]。隐形矫治器与牙根吸收程度的相关性尚存争议。此前部分研究表明无托槽隐形矫治器患者引起牙根吸收的发生率等于甚至小于固定矫治[11]。这些比较的前提是基于基本一致的矫治难度以及牙齿移动量。而本研究纳入病例通过ABO的正畸不调指数(DI)验证，结果显示三组病例的基础情况以及矫治难度无显著统计学差异。以往的研究表明，根尖外吸收主要发生在切牙，不同牙位牙根吸收程度不同[12-13]。此外，多根牙齿的根长通常难以测量。本研究仅对切牙进行研究，从而保证测量的实用性和准确性[14]。

根据Li等[11]的研究，使用隐形矫治器的患者上颌切牙和下颌中切牙最常发生牙根吸收，其次为下颌侧切牙、上颌尖牙和下颌尖牙。本研究结果同样显示，除无托槽隐形矫治器组下颌侧切牙外，其余各组切牙均发生显著牙齿长度减小。但与该研究不同的是，本研究中采用固定矫治器与隐形矫治器的患者矫治前后上下颌中切牙牙齿长度减少量之间无明显统计学差异。在上下颌侧切牙的牙齿长度变化对比中，隐形矫治器显示出更少的牙根吸收量。无托槽隐形矫治器组切牙牙齿长度减少均值相较其他两组最低，差异具有统计学意义。另一项比较隐形矫治与传统直丝弓矫治器的回顾性研究发现，除右上颌侧切牙外，两种矫治方法对上颌切牙牙根吸收的影响无显著差异。牙根的吸收是三维变化的过程，相比之下，CBCT在诊断和测量牙根吸收方面显示了相对较高的准确性[15]。由于二维图像可重复性低以及正畸矫治中牙齿角度的变化等原因造成研究牙齿长度测量的偏差，目前尚未建立可以弥补这一缺陷的影像学算法[16]。将牙齿长度作为唯一参数可能限制了研究对于牙根吸收评估的可靠性。此外，不同研究纳入的患者基础情况存在差异，矫治设计同样可能有所区别。这些因素都可能造成矫治前后牙根吸收长度研究的差异。

以往的研究表明基因[17]、性别、年龄[18]以及正畸力的类型(持续或间歇)和大小[19]等都是影响牙根吸收的因素。无托槽隐形矫治技术使用CAD/CAM光学技术对牙齿移动进行预测，并相应地制作序列化的隐形矫治器。矫治器的每一步都设计在约10～14 d内移动一颗或一小组牙齿0.2 mm[20]。与固定矫治器相比，其牙齿移动速度相对较慢(约1 mm/个月)，而牙齿移动缓慢可能是牙周组织吸收活性降低的指标。隐形矫治器治疗过程中传递相对较轻的间歇力，同时在计算机辅助下相对精准稳定的实现牙齿移动，这可能导致使用隐形矫治器的患者牙根吸收少于使用固定矫治器的患者[21]。此外，Tepedino等[6]的研究证实在隐形矫治的早期阶段即可以实现对前牙的有效控制。隐形矫治器能在矫治早期有效地实现牙根舌向转矩以及牙冠唇向运动。在本研究隐形矫治中，我们设计了初始阶段的根舌向转矩，是牙根舌向运动一段距离后再对牙齿施加压入力，使压低过程基本位于松质骨内从而减少牙根吸收。而无论是自锁托槽还是传统结扎翼托槽均无法实现在排齐阶段的控根移动，这使得牙根移动存在早期唇向移动可能，这将显著增加牙根吸收的发生率及严重程度 。

为了进一步探究牙根吸收与安氏Ⅱ类2分类患者矫治的关系，本研究通过矫治前后三维牙齿模型的重叠从而分析牙根吸收区域。此前研究表明牙根吸收的模式是由应力集中区域决定的，而这又间接地由施加的力的方向决定[22]。有报道称，牙根的颊面因根颊向转矩运动而发生吸收[23]。本研究中观察到牙根的腭侧面吸收多于唇侧面吸收，这一现象符合安氏Ⅱ类2分类的矫治原则。内倾型深覆牙合患者的矫治目标正是通过根舌向转矩实现上前牙牙冠的唇倾。矫治前后近远中牙根吸收的差异可能与矫治前牙根的倾斜有关。目前的矫治器主要针对垂直向以及矢状向的控制。部分近远中向牙齿移动促成近中以及远中牙根吸收区域的差异。其他相关因素可能是安氏Ⅱ类2分类病例的特殊牙根形态以及拥挤部位[24]。

本研究只对安氏Ⅱ类2分类患者切牙区牙根吸收的长度及吸收区域进行比较，而利用三维重建对牙根吸收体积进行量化分析将提高评估的可靠性。此外，安氏Ⅱ类2分类发病率相对于其他类型错牙合畸形较低，本研究纳入样本量有限，需要后续研究扩大样本量进一步探讨。综上所述，对于安氏Ⅱ类2分类患者，合理设计应用隐形矫治技术，可以有效控制转矩压低并唇倾前牙，降低牙根吸收量，取得良好的临床疗效。