牙槽骨微穿孔術加速正畸牙齒移動的研究進展

彭佳佳，陸文昕，趙志河，方 婕

目前，較長的正畸治療療程是限制正畸發展的主要原因之一，長期的正畸治療導致齲齒、牙周病、牙根吸收等問題，臨床上醫生通過手術方法如骨皮質切開術、減阻牽張成骨術，非手術方法如激光、振動、藥物等方法加速正畸牙齒移動[1-2]，縮短正畸治療時間，減少并發癥的發生。

骨皮質切開術是目前最常見的手術方法，已有大量文獻證明其能有效加速牙齒移動[3-6]，增加牙槽骨骨量、擴大正畸牙移動界限，減少正畸治療中骨開窗、骨開裂和牙根吸收等并發癥，增強正畸治療長期穩定性等，其機制目前普遍認為與Frost提出的“區域加速現象(regional accelerated phenomenon，RAP)”理論有關，即手術破壞骨組織導致術區周圍骨密度降低，創傷刺激細胞調節機制使骨重建加速，牙齒移動速度加快，此現象在術后前2～3個月最為明顯，6個月后逐漸消失[7]。基于這一理論，骨皮質切開的相關術式出現多樣化，以求盡量減少手術創口，達到破壞骨組織啟動RAP現象的目的。包括了牙周輔助加速成骨正畸(periodontally accelerated osteogenic orthodontics，PAOO)[8]，Germe改良PAOO術[9]，牙槽骨微穿孔術(micro-osteoperforations，MOPs)[10]，Piezosurgery術[11]，Piezocision術[12]，Piezopuncture術[13]等。其中MOPs不需要翻瓣、做大面積的骨皮質切開切口，手術創口最小，正畸醫生可以獨自在椅旁完成整個操作，費用也相對較低。本文旨在針對MOPs的提出、生物學反應、應用現狀、目前可能出現的副作用作一綜述，為該技術的最新發展及臨床應用提供科學參考。

1 牙槽骨微穿孔術的提出

基于骨皮質切開術是通過RAP激活炎癥通路和破骨細胞活性的理論，2015年Alikhani等提出了MOPs[10]，減小破壞骨皮質創傷的同時能夠保證達到刺激細胞調節加速正畸牙齒移動的目的。Alikhani首先在大鼠的動物實驗中，驗證了實驗組(正畸+MOPs組)牙齒移動速度是對照組(正畸組)的2倍，TRAP染色實驗組破骨細胞數目是對照組的2倍，實驗組牙周膜韌帶厚度增加，21種牙齒移動相關炎癥因子表達增加；進一步在臨床研究中發現，正畸治療中尖牙內收28 d后，實驗組(正畸+MOP組)尖牙移動距離是對照組(正畸組)的2.3倍，齦溝液內腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白細胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)增加，術后患者只有輕微的疼痛不適，沒有其余明顯的術后反應、副作用。

2 牙槽骨微穿孔術的生物學反應

Micro-CT掃描進行MOPs術后的動物頜骨發現術區骨密度、骨體積減小，HE染色破骨細胞數目增加[14-15]。MOPs造成骨皮質的創傷，增加了炎癥介導因子例如TNF-α，白介素-1和白介素-6，此放大的炎癥過程持續2～4周，破骨細胞增加在第4周達到峰值，之后逐漸減少，在第12周基本消失[16]，因此有學者提出MOPs在28 d后可重復操作[17]，維持炎癥的放大效應。IL-1β在首次打孔術后增加到3.87倍，30 d后進行第2次打孔術增加到5倍[18]。

MOPs并沒有改變正畸牙齒移動牙周膜韌帶基因表達，正畸治療牙移動基因表達以骨代謝相關的破骨、成骨基因分化為主，MOPs增加了炎癥、免疫相關基因表達并且延長了表達時間[19]。

3 牙槽骨微穿孔術的應用現狀

3.1 研究現狀

目前大部分研究證明MOPs術在關閉拔牙間隙時能夠有效加速尖牙遠中移動至少1.5倍以上[17,20-23],并且可以重復進行[24]，在關閉拔牙間隙的過程中尖牙平均每個月移動距離增加0.45 mm[25]，但仍有研究得出MOPs不能加快牙齒移動速度的結論[26-27]，Alqadasi等對8例患者進行牙槽骨微穿孔術無明顯效果[28]，但樣本太少，還需要更大樣本量進行比較。Alkebsi等[29]對 32例患者拔除第一前磨牙后，采用6 mm的微種植釘打孔(圖1)，除去軟組織厚度2～3 mm，其余3～4 mm進入骨組織，術后3個月觀察MOPs與對照組尖牙移動距離差異無統計學意義。

粉色標志點表示打孔位置和數量3個；黑色實線表示垂直方向上成線性打孔，每孔間隔3 mm

MOPs主要應用于加快尖牙遠中移動、關閉拔牙間隙，目前也有報道在移動第一磨牙的應用[30-31]，在推第一磨牙往遠中時行MOPs，磨牙后移速度平均增加1.17倍，較預期的低[31]。

近年來市面上出現了專門為MOPs加速正畸牙齒移動設計的Propel[27](Propel Orthodontics, Ossining,美國)系統，該設備是一種一次性使用的、無菌的手動打孔器，大小類似于小型手持式螺絲刀。其擁有外科手術不銹鋼尖端，最寬直徑1.6 mm，長度可達7.0 mm，允許預設打孔深度1.0、3.0、5.0、7.0 mm。Propel器械單獨包裝并嚴格消毒后可使用，因此目前大量MOPs打孔研究用該儀器進行[17,20,27,32]。有研究指出Propel系統打孔與常規微種植釘進行打孔加速正畸牙齒移動時間兩組沒有明顯差別[33]。此外在2013年Kim就提出了使用超聲器械骨打孔的方法，稱為Piezopuncture術[13]，證實能夠有效加速正畸牙齒移動，但其有效性還存在爭議[34-35]。

3.2 打孔個數、間隔時間及深度

Alikhani等比較了打1個孔和4個孔關閉拔牙間隙的效果，打4個孔牙齒移動速度大于只打1個孔，牙槽骨創傷的大小范圍與激活炎癥因子和牙齒移動速度有直接關系[10]，這與Babanouri等[36]結果相同，增加打孔數量牙齒移動更快(圖2)。目前最少打2個孔就達到了加速牙齒移動的目的[21]。

粉色標志點表示打孔位置；左圖為僅在拔牙間隙頰側打3個孔；右圖為拔牙間隙頰腭側分別打3個孔

增加打孔次數能夠增加牙齒移動速度，Jaiswal發現打1次孔和隔20 d打2次孔相比，打了2次孔的牙齒移動速度明顯增加[18]。有研究發現間隔4周進行打孔，和間隔8周或12周相比牙齒移動速度更快，骨體積分數比BV/TV(骨小梁體積(trabecular bone volume，BV)， 骨組織體積(tissue volume， TV))下降更多[24]。骨愈合時間通常在6～8周，間隔打孔時間越短，相同時間內打孔數量越多，對BV/TV影響越明顯。但Sivarajan等研究發現分別間隔4周、8周、12周打孔，三組之間尖牙總的牽拉時間沒有明顯的差異，都優于不打孔的對照側，認為MOPs引發的局部加速影響持續至少12周[37]。

骨皮質切開產生RAP要求切開骨皮質到達骨髓質表面即可[38]，通常選擇深度3 mm[39]，Ozkan比較了深度4 mm和7 mm的打孔深度，28 d后尖牙移動距離無明顯差異[22]。

3.3 與其他方法的效果比較

3.3.1 與骨皮質切開術相比 有研究發現增加骨皮質切開術中去骨量能夠產生更多低密度骨，但在術后9周無明顯影響[40]。MOPs破壞的牙槽骨量明顯小于骨皮質切開術，Tsai等[15]對8周齡大鼠研究發現，MOPs和骨皮質切開術兩組牙齒移動速率差異無統計學意義。第1周牙齒移動速率最快，此階段對應牙齒移動的初始階段(intial phase)，即在加力初期牙齒在牙周膜內快速移動，第2周開始牙齒移動速率減慢，進入延遲滯后階段(lag phase)[41]。且兩組牙根吸收少于僅正畸治療的對照組。Kim等在兔子研究中也得出骨皮質切開組牙齒移動距離大于MOPs組，但差異無統計學意義，MOPs組骨組織體積保留更多[42]。

3.3.2 與牙周輔助成骨加速正畸治療相比 PAOO于2001年由Wilcko等[8]率先提出，其將骨皮質切開術和擴增牙槽骨骨量相結合，該技術可使正畸治療時間縮短1/4～1/3，同時提高牙周病患者的術后牙周穩定性，增加骨量，達到擴大牙移動范圍等的目的[43]。與PAOO相比，MOPs手術創口更小，但存在不能進行骨粉移植的缺點，對于需要骨增量、擴大牙齒移動范圍的患者不適用。Agrawal等[44]比較兩者術后骨量，PAOO組進行了脫鈣凍干骨移植物(demineralized freeze dried bone allograft，DFDBA)移植，術后6個月，頰側骨厚度增加1.15 mm，明顯高于MOPs組0.45 mm，兩組牙齒移動距離差異無統計學意義。

吳斯媛等[30]對40例需要移動尖牙關閉拔牙間隙的正畸治療患者進行同一口腔內對照實驗，一側進行牙槽骨微穿孔術(MOPs組)，另一側進行牙周輔助成骨加速正畸治療(PAOO組)，術后第1個月PAOO組牙齒移動距離大于MOP組,差異有統計學意義，但第3個月兩組牙齒移動距離無明顯差異，可能與RAP在第3個月時已基本消失有關。

3.3.3 與低水平激光照射相比

Abdelhameed比較了MOPs、低水平激光照射以及兩者聯合3個月時間內對牙齒移動的影響，MOPs組(圖3)牙齒移動速度是未進行任何干預(對照組)的1.6倍，低水平激光照射組使用(810±10)nm波長的激光隔2周照射一次，牙齒移動速度是對照組的1.3倍，MOPs+低水平激光照射同時進行牙齒移動速度是對照組的1.8倍[45]。低水平激光照射與MOPs具有協同效應，此結果與馬銳等[46]相同。

粉色標志點為打孔位置和近遠中分別打孔數量3個

4 牙槽骨微穿孔術的副作用

有研究認為骨皮質切開術可能會有增加牙根吸收的風險[47]，大部分研究表明MOPs并不會增加牙根吸收的風險[17,21,26]，牙根外吸收的一個重要原因是牙齒受到較大朝向密質骨的壓力，形成無細胞區，骨內膜和牙周帶產生破骨細胞，破骨細胞的長期存在導致牙根外吸收，而不是數量上增加的破骨細胞導致牙根外吸收。MOPs的作用是使骨內膜上的破骨細胞數量增加，但沒有增加存在的時間，因此并沒有造成額外的牙根外吸收。相反MOPs減少了周圍牙槽骨的骨密度，無細胞區更小、清理更快，阻止了破骨細胞在牙根周圍長期的存在，減少了牙根外吸收[48]。還存在另一個潛在風險是打孔的時候損傷牙根，但目前并沒有文獻報道。但有文獻報道當單獨給第一前磨牙頰側150 g的正畸力，在正畸牙第一前磨牙牙根近遠中打孔(圖4)，28 d后拔除該第一前磨牙分析，MOPs組第一前磨牙牙根吸收增加了42%，且牙根吸收的范圍近遠中、頰腭面都有發生[33]。

粉色標志點表示打孔位置在第一前磨牙牙根近中、遠中中份各打1個孔，深度5 mm

MOPs患者基本無明顯疼痛，術中旋緊螺釘的過程中有輕微不適[21]，或者術后1 d有輕微的不適之后逐漸減輕[17]?；颊叱霈F疼痛的癥狀主要與咀嚼和說話有關，間隔打孔周期越長，疼痛越輕[38]。

MOPs對支抗無明顯影響，打孔作用主要是減少術區周圍骨密度，支抗牙周圍骨密度沒有明顯改變，相反牙齒移動加快、治療時間縮短對支抗牙負擔更小，MOPs組磨牙近中移動距離小于不打孔組，但差異無統計學意義[20,26]。打孔1次和間隔1個月之后打第2次[18]，以及打孔深度4 mm和7 mm分別對支抗無明顯影響[22]。牙槽骨微穿孔術并不會對牙周產生副作用影響[48-49]，術區牙槽骨邊緣嵴高度無明顯減少[49]。

5 總 結

MOPs是創傷小、花費低的一種手術加速正畸牙齒移動的方式，一定程度上增加打孔數量，間隔4周左右時間重復打孔能夠在安全范圍內最大限度加速正畸牙齒移動，且沒有明顯的牙根吸收、疼痛、支抗喪失和影響牙周等副作用。和其他手術方式相比MOPs創口小，破壞的牙槽骨量少，在牙齒移動早期相較慢，但總的牙齒移動速度與骨皮質切開術、PAOO相比無統計學差異，還可以與其他非手術治療達到協同作用。但與PAOO相比存在不能進行骨移植等弊端，因此選用此方法加速正畸牙齒移動還需結合患者自身條件。另外還需要更大數據量的臨床研究驗證MOPs對加速正畸牙齒移動的效果。