個體化舌側矯治內收上前牙時牙齒移動趨勢的三維有限元分析及臨床驗證

馮素亞，蔡留意，張月蘭，楊金剛,喬守蓮

1)武警河南省總隊醫院口腔科 鄭州 450052 2)鄭州大學第一附屬醫院正畸科 鄭州450052

個體化舌側矯治技術因美觀性好、精度高，廣受成年正畸患者青睞[1]。但在舌側矯治關閉拔牙間隙時上頜易發生水平向及垂直向的“弓形效應”[1-2]，這可能與內收前牙時的力線方向及后牙的支抗有關。微種植體可以有效增強關閉間隙時的后牙支抗[3]，且植入位置可影響內收前牙時的力線方向[4]，因而在舌側矯治中配合使用微種植體有可能抑制舌側矯治中的“弓形效應”。本研究利用三維有限元模型分析不同微種植體位置滑動法內收前牙時的力學機制并加以臨床驗證，以期為微種植體在舌側矯治中的臨床應用提供參考。

1 材料與方法

1.1個體化舌側矯治閉隙階段三維有限元模型的建立采用文獻[5]所建立的個體化舌側矯治聯合微種植體支抗滑動法閉隙階段的三維有限元模型。在所建的3個有限元模型中，微種植體均位于第二前磨牙和第一磨牙間腭側，與牙槽嵴間距分別為2、6、10 mm。每個模型均包含40個實體模型：其中牙齒12個，牙周膜12個，上頜骨1 個，托槽12個，弓絲1個，微種植體2個，見圖1。

圖1 牙齒-牙周膜-上頜骨-托槽-弓絲-微種植體實體模型

1.3矯治力的加載及分析雙側對稱加力，微種植體與牽引鉤間加1.5 N載荷，牽引鉤位于尖牙和側切牙間的弓絲中點，加力點位于弓絲平面。觀測指標為牙列在水平向、矢狀向及垂直向的初始位移趨勢。

1.4臨床驗證選擇2014年3月至2017年1月在武警河南省總隊醫院口腔科進行舌側矯治的11例患者，男2例，女9例，年齡21～40(27.3±4.5)歲。納入標準：主訴為上頜或雙頜前突；軟組織側貌凸面型；上下頜牙弓擁擠量<4 mm；牙弓形態基本左右對稱，無牙齒缺失(第三磨牙除外)；牙齒形態、大小基本正常，無明顯牙體缺損；牙周組織健康；身體健康，無正畸治療史。患者均拔除4顆第一前磨牙，間接粘接全口個體化舌側托槽，托槽數據由技工與計算機排牙確定，在前牙區和拔牙間隙兩側牙齒托槽槽溝設計適當補償角度；依次更換0.014英寸(1英寸=25.4 mm)、0.016英寸、0.016英寸×0.022英寸、0.017英寸×0.025英寸和0.018英寸×0.025英寸的鎳鈦合金弓絲及0.018英寸×0.025英寸的鈦鉬合金弓絲進行上下牙弓的排齊整平和轉矩確立；上頜腭側微種植體支抗輔助滑動法內收前牙，微種植體植入位點為第二前磨牙與第一磨牙間，距離牙槽嵴頂約6 mm處，選用0.016英寸×0.022英寸不銹鋼弓絲；必要時前牙區采用牽引鉤等輔助措施控制轉矩。

2 結果

2.1三維有限元分析

2.1.1 X方向的牙列位移趨勢 伴隨微種植體向根方移動(即微種植體與牙槽嵴頂距離由2 mm變為6 mm，再變至10 mm)，中切牙從切緣輕微外翻趨勢到牙體整體穩定趨勢；側切牙的牙冠內翻趨勢仍較強；尖牙的近中切角內翻旋轉趨勢增強，但舌隆突遠中的外翻趨勢有所減輕；第二前磨牙牙冠的外翻扭轉趨勢基本不變；第一磨牙牙冠的移動趨勢由整體穩定逐步過渡到外翻趨勢；第二磨牙牙冠由整體穩定過渡到牙冠絕大部分略有頰側外翻移動趨勢，水平向的“弓形效應”有向后延伸趨勢。見圖2。

A: 微種植體距牙槽嵴頂2 mm；B:微種植體距牙槽嵴頂6 mm； C:微種植體距牙槽嵴頂10 mm;1～3：分別為X、Y、Z方向

2.1.2 Y方向的牙列位移趨勢 伴隨微種植體向根方移動，中切牙切端內收舌傾趨勢逐漸減弱；側切牙從切端到牙頸部遞減的舌傾趨勢由強到弱，但減弱速度較中切牙慢；尖牙牙冠近中的內收趨勢增強，牙冠整體有遠中傾斜移動趨勢；第二前磨牙牙冠由整體穩定到遠中傾斜移動且移動趨勢漸增；第一磨牙和第二磨牙位移趨勢無明顯變化，提示在矢狀向上微種植體增強了后牙支抗。見圖2。

2.1.3 Z方向的牙列位移趨勢 伴隨微種植體向根方移動，中切牙的伸長下垂趨勢由明顯到輕微；側切牙近中切端的伸長下垂趨勢先增強后略有減弱，舌隆突向遠中區域壓低趨勢增強；尖牙近中的伸長下垂趨勢略有降低，遠中壓低趨勢略有增強；第二前磨牙的移動趨勢由穩定到遠中頰側輕微壓低，而后又趨于穩定；第一磨牙和第二磨牙的移動趨勢均由整體穩定過渡到牙冠頰側輕微壓低，后又趨于穩定。垂直向的“弓形效應”僅在微種植體距離牙槽嵴頂6 mm時稍向后延伸。見圖2。

A、B、C：治療前、中、后面像；D、F：治療前X線影像；E、G：治療后X線影像；H、I、G：治療前、中、后像

3 討論

3.2微種植體支抗可減輕舌側矯治中的“弓形效應”上頜舌側拔牙矯治易發生牙弓垂直向和水平向的“弓形效應”[1-2]。當以上頜后牙作支抗閉隙時易發生“尖牙遠中外翻、第二前磨牙間寬度增大、磨牙近中舌向旋轉、第二磨牙區寬度變窄”的典型水平向“弓形效應”及“切牙伸長、尖牙遠中傾斜、 第二前磨牙壓低、磨牙近中傾斜及伸長”的典型垂直向“弓形效應”。本研究中有限元分析發現：在舌側矯治中，通過腭側微種植體加力關閉拔牙間隙時，雖然前牙的位移趨勢與傳統加力相似，但第二磨牙的水平向縮窄及磨牙的近中傾斜趨勢輕微，即牙弓后段原本易出現的水平向及垂直向的典型“弓形效應”基本消除，與本研究的臨床病例矯治結果基本一致。

3.3舌側矯治中前牙轉矩及垂直向控制應是臨床重點本研究的三維有限元牙列位移圖顯示，舌側矯治中微種植體支抗關閉上頜拔牙間隙、加力點位于側切牙和尖牙之間弓絲中點牽引鉤處時，主要表現為前牙舌傾和伸長趨勢，且舌傾趨勢大于伸長趨勢。臨床中對抗前牙的伸長、舌傾、扭轉和轉矩喪失的主要控制措施包括前牙有效結扎對抗扭轉、排牙時過矯治或預置托槽轉矩及軸傾度、調整前牙牽引鉤的長度、前牙區微種植體懸吊等[8-12]。本研究在臨床病例中對切牙槽溝預置轉矩補償角度、在尖牙槽溝中預置冠近中傾斜角度及必要時牽引鉤的應用，防止了較易出現的前牙舌傾、伸長等趨勢。

綜上所述，在上頜第一前磨牙和第一磨牙間距牙槽嵴頂6 mm處植入微種植體可以較好地避免舌側拔牙矯治后牙段在水平向和垂直向的“弓形效應”，并可通過前牙槽溝預置轉矩和軸傾度等措施，預防前牙較易出現的舌傾和伸長，從而實現矯治過程中良好的垂直向和矢狀向控制，獲得較理想的矯治效果。