咬合力大小致牙隐裂发生的定量研究进展

2017-11-24 10:11 来源:牙体牙髓牙周病学杂志
作者:过建良 吴家媛阅读量:4506

    牙隐裂是一种常见的牙体硬组织非龋性疾病,据流行病学资料显示,在发达国家中牙隐裂是继牙周病和龋病之后导致成年人失牙的第三大因素。引起牙隐裂的机制复杂多样,其主要病因有先天发育、后天因素、医源性损伤等,而咬合力大小作为一个关键影响因素则受到了学者们的广泛重视。近年来,随着高分子材料技术和计算机技术的迅速发展,关于咬合力大小的定量研究又取得了一定的成果。本文就其研究进展及其在隐裂牙发生机制中的应用作一综述。

    1.咬合力致牙隐裂发生机制的研究

    1954年,Gibbs在文献中首次提出了牙齿不完全折裂的概念。1964年,Cameron提出了牙隐裂综合征(cracked tooth syndrome,CTS),并认为牙隐裂的发生与受力的异常有关。Dejak等研究发现,发生牙隐裂的患牙所占全口牙合力的百分比高于正常组。作者认为,在咬合中所产生的侧向力是造成牙隐裂的重要因素,而由于牙齿的不均匀磨耗所产生的牙合干扰和早接触等因素则均会使侧向力加大,从而产生创伤性牙合力。另有报道显示,夜磨牙患者牙隐裂的发生率高于非夜磨牙者,这与夜磨牙患者产生的较大咬合力有关。郑靖等以钛合金为对磨材料,考察了釉质在人工唾液介质中的滑动磨损进程,结果显示:在磨擦过程中,随着釉质表面发生脆性剥落,磨损从两体接触磨损转变为三体磨粒磨损,使釉质磨损加剧。

    应用力学模型实验法对完整及隐裂的下颌第一恒磨牙进行破坏强度实验发现,牙隐裂部位和破坏方向不同,对牙齿所承受的破坏强度均有不同程度的影响。闻健等利用自制的小载荷冲击磨损试验机,对人离体牙进行了不同循环次数的冲击加载试验;结果表明,离体牙表面的磨损体积随冲击次数的增加而呈非线性增大。现有研究成果主要集中在临床观察和体外模拟试验,其中体外试验研究多模拟牙齿的滑动磨损,而关于牙齿冲击行为的体外模拟试验研究却很少。

    Sheets等通过一种定量冲击诊断(QPD)的新方法为牙隐裂的发生提供了风险评估。该方法可以定位自然牙中的不稳定性结构,并且不依赖于直视观察,实现了从非定量传统方法转变为数据定量动态口腔负荷的跨越。

    2.咬合力大小致牙隐裂发生的定量研究

    虽然牙隐裂的病因目前尚无统一的说法,但近几年大部分学者认为,牙齿本身解剖结构的发育缺陷或结构薄弱是引起牙隐裂的内在因素,而过大的咬合力则是其重要的外在影响因素。汪世超等以上颌第一磨牙隐裂牙及对侧同名牙为实验组(共850组),以上颌第二磨牙隐裂牙及对侧同名牙为对照组(共730组),并在显微镜下观察两组隐裂牙的发病情况及其裂纹的走向;结果显示,大多数隐裂牙的裂纹走向与牙尖之间的窝沟区走向一致,沟裂比较深的地方多是牙隐裂发生的高发区域,并发现了裂纹走向具有一定的对称性。目前,用于咬合力大小致牙隐裂发生的定量研究方法有实测法和数值模拟法;分述如下。

    2.1实测法

    实测法是通过对牙隐裂患者进行咬合过程的记录和分析,而从牙合学的角度探讨牙隐裂的发病机制,并评价牙体磨耗、咬合异常与牙隐裂3者之间的关系,具有临床指导意义。陈宇等选择27例牙隐裂患者的27个患牙作为受试对象,应用T-SCANⅢ咬合分析仪对其正中、侧方及前伸咬合进行记录,同时以患牙毗邻的健康牙为正常对照组,分析两组的咬合特征,并按照牙体磨耗的Smith分级标准记录牙隐裂组和正常对照组的牙体磨耗程度;结果显示,该组患者牙隐裂的发生不仅与咬合异常有关,还与其牙体磨耗相关。刘姣等运用T-SCANⅢ咬合分析仪分别记录了30例牙隐裂患者和30例个别正常牙合者的咬合接触特征,并对两组的牙合力中心、牙合力百分比值、闭合时间、牙合分离时间、牙合干扰和早接触等进行比较;结果显示,牙隐裂患者的牙合力中心横向偏移量增大,患侧的牙合力百分比值增大,提示牙隐裂患者的牙合稳定性降低、咬合力不均衡。

    2.2数值模拟法

    数值模拟法是利用实体建模方法建立隐裂患牙的有限元模型,然后再模拟咬合过程进行应力分布观察,以确定不同影响因素的加载方式,并通过有限元计算,得出不同裂纹的变化情况。钱蕴珠等通过建立不同牙尖斜度的正常上颌第一磨牙的三维有限元模型进行应力分布观察发现,在同样加载条件下,牙尖斜度较大者可产生较大的应力峰值;咬合力越大,各应力峰值的差数越高,产生隐裂的可能性越大。侯铁舟等运用计算机下颌第一磨牙隐裂的三维有限元模型并模拟咬合过程,通过在裂纹两侧牙尖斜面上施加不同形式的载荷,观察裂纹的发展变化情况以及裂纹存在时对牙齿整体位移的影响;结果表明,裂纹开裂的大小除与力的大小、方向相关外,还与受力位点相关。

    殷霄等报道,根据断裂力学理论建立的上颌第一磨牙隐裂的三维有限元模型,能较好的仿真出在载荷作用下的应力分布,利用此建模方法,可以分析不同类型裂纹或牙体形态的初期隐裂牙在咀嚼过程中的应力情况;通过对模型的初步加力分析,可知隐裂牙在承受咬合力的过程中,其应力张量极值出现在裂纹尖端。作者认为,由于裂纹尖端处的应力集中,从而使隐裂牙相对正常牙更容易发生断裂。

    3.咬合力的测量方法

    目前研究表明,生物力学因素为牙隐裂发病的首要因素,而牙合创伤所致的牙体受力过大则是牙隐裂的主要诱因。近年来,随着高分子材料技术和计算机技术的迅速发展,学者们采用不同的科学方法和精密仪器对咬合力进行了量化,旨在为隐裂牙的治疗及预防提供新思路。

    3.1光学咬合法

    随着光弹应力在口腔领域的应用,在20世纪80年代初,Arcan和Zandman共同发明了光学咬合法,并将其应用于咬合记录分析。该方法的原理是将具有光弹性的高分子材料制成薄片,在咬合力作用下,薄片上的受力区将出现变形,并通过分析仪对受力区进行应力、应变分析。随着高分子材料技术的不断发展,光咬合片的种类也在逐渐增多。Umesh等报道了一种布拉格光栅光纤咬力记录仪(FBGBFR)用于测量动态咬合力的新方法,并经研究发现,咬合力沿着牙弓拱形结构从切牙到磨牙逐渐增加;男性咬合力略高于女性;且咬合力大多在牙弓的任一侧上是对称的。Flanagan等在研制咬合力测量装置时运用了Flexiforce力换能器(Tekscan,SouthBoston,Mass),其为一种非常薄的具有柔性弹性传感器,测量力值可高达4000N。该设备的主要优点是简单性,模块化,易于制造和低成本。但其传感器配备的按钮和氯丁橡胶盘在放入口内进行测量时,橡胶盘的厚度会对结果的精准性会有一定的影响。

    3.2传感器测量法

    传感器测量法是将传感器探头插入受试者的上下牙列之间,并嘱其用力咬至牙周感觉不适;此时,传感器会把咬合力转换为信号,并经电路转换后由显示器以数值和图片的方式进行表示。此测试方式的准确性决定于装置中传感器探头的结构、大小、厚薄等因素,随着相关电子技术的不断发展,探头的厚度已降至微米级,对咬合力的定量分析也更加精准。Testa等等设计了一款低成本、定制外壳的咬合力测量装置(传感器放在保护罩中并连接了简单的计算机硬件),与传统的装置相比,该装置拥有极薄的传感器厚度、更易在口内定位、价格低廉等优点;经研究结果表明,保护罩的应用更有利于增加传感器的敏感性。

    3.3声发射系统法

    Gibbs等研制的“传声系统(sound transmission system)”是另一种间接测定咬合力的方法,该系统测量法是将传感器分别放置于受试者的额部和颏部,当发生咬合接触时,所产生的力即可由传感器引导到前额并发出声波,最后传导至颏部;咬合力越大牙齿嵌合越紧密,声波的传导性也越好,接收器收到的波幅也越大,依据此对应关系即可计算出咬合力的变化情况。此方法的问题在于难以测量每个牙位上的牙合力分布及变化,尚需进一步研究。

    3.4T-SCAN牙合力计

    Yamamura等(1990)开发了T-SCAN系统用于计算机咬合分析,Lyons等(1992)在评估T-SCAN的临床研究中发现,其无法准确测量咬合力。目前,T-SCAN牙合力计的发展经历了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个阶段。T-SCANⅢ的原理是将咬合接触信号传递给转换器,转变为数字信号后再传递给计算机;然后再通过专用软件进行分析,并将瞬时咬合接触情况以多种图像和表格的形式显示出来。Bozhkova等利用T-SCANⅢ系统检查了30名19~22岁学生的咬合接触情况;结果显示,T-SCAN系统不仅提供了一种非常精确的方法来确定咬合接触力的大小,还能将定性数据转化为定量参数并以数字方式显示出来。

    3.5肌电分析法肌电描记法(electromyography,EMG)

    是通过肌电记录仪来测量肌电幅值的大小,并以此反映咀嚼肌收缩时所产生的肌力大小。由于咬合力来自咀嚼肌的肌力,并经相关分析表明,咬合力与同时记录到的肌电幅值之间存在显著的正相关关系。因此,肌电幅值的大小亦可间接反映咬合力的大小。Snego等通过EMG对植入种植体并修复完成覆盖义齿的无牙颌老年患者的咬肌、颞肌和咬合力进行评价;结果显示,在肌肉休息期间其EMG值减小,而咬合力的大小则从愈合基台期的位置逐渐改善。Melo等利用EMG比较了颞肌和咬肌的电活动及咬合力(BF)与面部形态指数(MFI)之间的关系;结果显示,颞肌和咬肌的表面肌电信号与咬合力有一定的联系,且颞肌的电活动显著高于咬肌,但与MFI无关联。考虑到样本容量较小,还需进一步研究分析。

    3.6Dental Prescale系统测量法

    20世纪90年代初,日本东京富士胶片公司开发了一种专门用于测试牙齿咬合力的压敏片DentalPrescale30。由于牙齿咬合力的大小不同可使聚酯薄片(压敏片)上的颜色发生不同变化,因此可通过计算机分析压敏片的颜色变化程度来测定咬合力的大小,其测压范围为30~130kg/cm2。Chong等运用Dental Prescale系统比较了60岁以上的老年人与年轻人的咬合力;结果显示,虽然老年人的平均咬力高于年轻人,但两组无统计学差异。杜小沛等在调查混合牙列期身体重心动摇与咬合力之间的关系时,使用Dental Prescale测定了咬合接触面积、牙合平均咬合力、牙合最大咬合压力,以及咬合力和咬合平衡;结果显示,混合牙列期儿童的咬合平衡和人体重心动摇之间存在相关性,咬合接触面积与身体重心动摇相互影响。

    综上所述,咬合力致隐裂牙产生的定量研究对于建立正常咬合关系和改善咬合功能状态都具有重要意义,不仅加强了人们对于咬合力与牙隐裂关系的认识,也对临床上防治隐裂牙的发生起到了推动作用。而定量研究的关键是测量方法和仪器的精确,虽然目前关于咬合力的测量仍存在一些不足之处,如部分方法不够完善、实验仪器还待改进等,但随着高科技的不断发展和相关研究的进一步深入,咬合力的定量研究会将会在口腔临床医学的发展中得到更广泛的应用。

编辑: 陆美凤

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