加速正畸牙齿移动研究进展

2017-7-10 10:07  来源:中国实用口腔科杂志
作者:杜婷婷 李静 成萌 张彤 杜鹤龄 阅读量:873

    口腔正畸治疗目前以儿童与青少年为主。近年来,随着人民生活水平的提高、正畸基础研究和技术的进步,青少年正畸患者的数量逐年增多,成人正畸也发展迅猛。然而,使用传统的口腔正畸治疗方法,牙齿移动速度一般为1 mm/个月,整体治疗的疗程普遍较长,据美国正畸协会最新调查报告,正畸患者的综合疗程一般为12~36个月。缓慢的牙齿移动和漫长的疗程常使患者尤其是成年患者难以接受。因此,如何更有效、安全地移动正畸牙,缩短治疗时间,国内外学者从不同方面做了很多研究。目前,主要集中在以下几个方面。

    1.局部或全身用药加速牙齿移动速度

    正畸力作用于牙齿之后,牙槽骨发生改建。正畸过程中,压力侧牙槽骨吸收,张力侧牙槽骨内新骨沉积。因此,理论上来说,凡是能影响骨组织改建的药物均可引起牙槽骨改建,进而改变正畸牙齿移动速度。其中,促进骨代谢的药物可加速正畸牙的移动,而抑制骨代谢的药物则可增强支抗。目前已有研究证实,激素、中药及生长因子等都可影响正畸牙的移动速度。

    1.1 激素类

    研究发现,给大鼠持续皮下注射甲状旁腺素(parathyroid hormone,PTH),其牙齿移动速度加快2倍,而系统地间断注射则不出现加速现象。其原因在于皮下注射PTH 后作用于牙槽骨,导致压力侧破骨细胞数目增加2~3倍,进而引起正畸牙齿移动速度加快。此外,通过给SD大鼠局部注射前列腺素(prostaglandins,PGs)可以加速正畸牙齿移动,正畸牙齿移动过程中,局部注射PGs 可增加破骨细胞分化因子(RANKL)的表达,从而促进破骨细胞形成,加快正畸牙齿移动速度。Ca laro lu等对新西兰大白兔上中切牙加力后,分别在其静脉、黏膜下及牙周膜内注射10 μg/mL前列腺素E2(PGE2),结果显示,黏膜下和牙周膜内注射PGE2可明显加速正畸牙移动和骨代谢速度,牙周膜内注射更加有效,牙槽骨中成骨与破骨细胞数量均明显上升。然而,牙周膜内注射PGE2可能导致正畸牙牙根吸收,因此对其使用一定要慎重。

    1.2 中药类

    根据中医补肾、活血、化瘀的理论,活血祛瘀类中草药可有效地改善牙周组织血液循环,加速成骨细胞生长的同时还可促进破骨细胞的增殖和骨的钙化,进而促进牙槽骨骨小梁改建,这与正畸过程中牙槽骨的改建相一致。国内外学者研究发现,用丹参、复方灯盏花、骨碎补等中药均可加速牙齿移动速度。有学者对正畸大鼠分别灌服川续断和丹参水煎剂发现,随着时间的增加,对照组和2个中药组的破骨细胞数量先升高,在实验第21天时达到高峰,随后对照组数量下降,而2个中药组破骨细胞的数量变化相对平缓,因而实验第21天开始,2个中药组正畸牙移动距离显著大于对照组,差异有统计学意义,但2个中药组移动距离差异无统计学意义。也有学者证实,骨碎补和丹参水煎液均可加速正畸牙移动,也能促进血管新生及新骨形成的作用,减缓牙槽骨密度的降低。

    1.3 生长因子

    有学者发现,在大鼠正畸磨牙根分叉处注射表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)可加速牙齿移动,其原因在于EGF加快移动牙齿周围破骨细胞的募集,进而引起骨吸收加速,从而达到牙齿快速移动的效果。碱性成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)可促进血管生成、组织改建并刺激成骨细胞和破骨细胞。研究发现,局部注射FGF可加速鼠正畸牙移动,且其移动速度呈现剂量依赖性,注射量为1000 ng时正畸牙移动最快。此外,重组人血小板衍生生长因子-BB(recombinant human plateletderived growth factor-BB,rhPDGF-BB)可刺激成骨细胞产生一氧化氮,通过和PDGF-β受体结合,可直接促进破骨细胞的骨吸收功能。对大鼠正畸牙局部黏膜注射发现,其明显促进正畸牙压力侧破骨细胞增殖,加速正畸牙移动。

    2.电磁、激光等加速牙齿移动速度

    电磁、激光等方法因具有镇痛、促进组织愈合和无创伤等特点,且操作简便,不增加患者痛苦,在加速正畸牙移动方面也得到了学者们的不断关注。

    2.1 低水平激光加速正畸牙移动应用激光治疗的最初目的是减轻疼痛并加速愈合,最近的研究表明,低水平激光治疗(low-energy laser therapy,LLLT)可以增加骨分化与骨重建,通过细胞增殖加速正畸牙齿移动。研究显示,低功率激光的刺激增加成骨细胞在体外的基因复制和细胞增殖,促进成骨细胞分化和成骨。Yamaguchi等对大鼠正畸牙移动的研究发现,经砷铝镓激光照射的正畸牙移动量明显高于对照组。而有研究通过Micro-CT进行定量检测发现,与对照组相比,激光照射组大鼠牙槽骨的骨矿化值降低少,牙移动速度加快。此外,Yamaguchi等提出,LLLT通过刺激集落刺激因子(M-CSF)及其表达受体系统加快Wistar 大鼠的牙齿移动速度。Tsuka等也同样观察到,体外LLLT通过增加M-CSF与RANK/RANKL的表达,促进了破骨细胞的分化和激活。LLLT对牙体和牙周组织无任何不良影响,可明显增加牙齿移动速度,并能减少正畸治疗过程中的牙齿疼痛,但关于加速牙齿移动的效果仍有争议。虽然大多数研究结果表明,其对加速牙齿移动有积极作用,但也有其他报道显示并未加速正畸牙移动甚至起到抑制作用。其结果取决于波长、功率、光谱面积、剂量、应用频率和激光曝光时间等。由于过量剂量可能会抑制牙齿移动,导致无临床效果,因此,LLLT的使用还需要确定一个“金标准”以促进其临床应用。

    2.2 低强度脉冲超声波加速正畸

    低强度脉冲超声波(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)加速正畸牙移动是一种非侵入性的物理方法。LIPUS作为声波的压力波,通过向组织传输能量引起细胞和分子生化水平的变化。这些变化有诸多好处,包括加速软、硬组织的愈合等。最近的研究证明,LIPUS可加速正畸牙齿的移动,然而其作用机制仍不清楚。大鼠正畸模型表明,LIPUS可通过增加HGF/Runx2等骨形态发生蛋白信号通路的表达,促进牙槽骨的吸收,从而加速正畸牙的移动。此外,人牙周膜细胞的体外研究表明,LIPUS通过增加BMP-2 基因的表达增强Runx2 表达,BMP-2增强成骨细胞的增殖能力,并间接促进破骨细胞分化,从而加快牙齿移动速度。牙根吸收可能出现在正畸治疗过程中或正畸治疗结束后,应用超声的另一个好处是可预防正畸过程中的牙根吸收。El-Bialy 等研究表明,LIPUS可通过增强牙骨质和牙本质的沉积,减少正畸所致的牙根吸收。

    2.3 循环加载振动加速正畸牙移动

    Pavlin等用固定矫治器对45例拔除上颌第一前磨牙的正畸患者进行矫治,与对照组0.79 mm/个月的移动速度相比,循环加载振动组1.16 mm/个月的牙齿移动速度显著提高,差异均值为0.37 mm/个月。结果表明,应用频率为30 Hz、0.25 N的循环加载振动作为固定正畸辅助治疗,显著增加了正畸牙齿的移动速度。骨细胞发生分化被认为是正畸牙移动过程中的机械刺激应答,加载机械力启动骨组织和骨细胞的信号通路,振动负荷可刺激骨细胞引起骨重塑,而来自于骨细胞的信号可以触发流体剪切应力、骨微裂或骨弯曲,所有这些都在振动过程中发生,紧接着骨细胞发生成骨分化,因而正畸牙齿移动速度加快。

    3.手术减阻加速牙齿移动速度

    近年来,随着外科技术的不断发展,通过手术加速正畸的方法也得到不断发展,已有大量动物与临床实验证实,其能有效加速正畸牙齿移动速度,但目前其临床应用仅限于成年患者。

    3.1 骨皮质切开术

    1959年,Kole第一次提出快速牙移动的概念,认为皮质骨板是牙移动的主要阻力,通过破坏皮质骨板的连续性,可在较短时间内完成正畸治疗。手术包括根尖下水平截骨术和牙间区颊舌侧垂直骨皮质完全切开术,通过手术形成一个完整的牙骨块进行移动。冯小东等对30例需要拔除两侧上颌第一双尖牙的患者进行研究,实验侧尖牙周围骨质行骨皮质切开术。结果发现,加力后第14、28、42、56天,患者骨皮质切开侧牙齿移动距离均显著大于对照侧,且两侧牙体长度及牙周状况比较差异均无统计学意义。有学者对相关研究进行系统回顾和评估后认为,骨皮质切开术辅助正畸治疗不造成牙髓坏死、牙周损伤或严重的牙根吸收。尽管有诸多优点,但其尚不能作为临床常规治疗方法,而且目前并没有关于此方法长期稳定性的研究报告,因此还需进一步的研究为其提供理论支持。

    3.2 牙周加速成骨正畸

    2001年,Wilcko等将骨皮质切开术和骨移植相结合,提出了快速成骨正畸治疗(accelerated osteogenic orthodontics,AOO)的概念,2009年更名为牙周辅助加速成骨正畸(riodontally accelerated osteogenic orthodontics,PAOO)。认为牙槽植骨术可增强牙周组织支持,保证牙齿移动过程中牙根表面的骨覆盖,从而提高正畸的安全性。有学者通过PAOO对中重度牙列拥挤进行非拔牙矫治取得了满意的疗效,且疗程缩短至传统正畸治疗的1/4~1/3。相关临床研究显示,PAOO安全、有效,并具有可预测性,可减少治疗时间,牙根吸收率更低,并能减少正颌手术在某些情况下的要求。但其为轻度侵入性手术操作,术后可能发生疼痛、肿胀和感染,并不适用于所有病例,因此必须进行适当的病例选择。

    3.3 Piezocision 术辅助正畸

    Dibart利用超声电刀的交互压电效应,精确选择切割骨组织而不破坏邻近软组织和神经,手术范围仅限于正畸移动牙颊侧牙龈至皮质骨间,激发局部加速效应进而实现牙齿快速移动。此手术通常在粘接固定矫治器1周后进行,局麻下于邻牙间牙龈乳头下方行垂直牙龈切口,切口大小适宜,经骨膜直达牙槽骨表面。用超声电刀经牙龈切口在皮质骨表面形成约3 mm深槽沟后缝合,继而进行常规正畸加力,称之为Piezocision术。Piezocision术减少了牙槽骨减阻或牙龈翻瓣的复杂过程,术中出血少,术野清晰,操作简单且损伤较小,相较以往的截骨术、牙槽骨牵张成骨等优势明显,具有良好的发展前景。Dibart和Keser等运用Piezocision术对Ⅲ类错畸形患者进行治疗,仅用8个月的时间就达到了患者满意的面容及良好的咬合关系。研究证实,局部骨改建加速和条件性骨质疏松是Piezocision 术辅助正畸牙移动加速的基础。Piezocision辅助正畸的合理利用,可以很好地解决很多易出现不良反应且传统方法难以解决的问题,加快牙齿移动速度,保证牙弓和牙列的稳定性,降低牙根吸收的风险,对口腔状况复杂的成人患者尤其适用。

    3.4 手术优先方法

    对生长发育已停止且伴有严重骨性错畸形的成年患者,只有通过正畸-正颌联合治疗才能获得理想的颌骨位置及咬合关系,而在正畸-正颌的联合治疗中,先手术后正畸的“手术优先方法(surgery first approach,SFA)”作为一种新的模式被提出。2009 年,Nagasaka等首先提出了用SFA治疗骨性Ⅲ类错畸形。先通过双侧下颌支矢状劈开截骨术后退下颌骨,随后术后正畸中以固定在上颌骨后部的小型钛板作为支抗内收上颌前牙。结果发现,应用SFA不但能使患者的主诉问题在治疗初期得到改善,且正颌手术能加快术后正畸牙的移动速度。据其报道,整个治疗周期,包括手术和术后正畸只需12个月的时间,这甚至比原来术前正畸的平均时间都短。对上颌前突和骨性Ⅲ类错畸形通过SFA进行治疗,结果显示,平均术后正畸治疗时间为14.9个月,治疗时间明显短于传统矫治方法。Baek等的报道中,通过比较正畸优先与手术优先的治疗模式发现,正畸优先组的总治疗时间为(512±103)d,而手术优先组的总治疗时间仅为(342±127)d,差异有统计学意义。这种差异与正颌手术后3个月内正畸牙移动的加速有关。其机制可能是正颌外科激发牙槽骨内3 ~ 4个月高破骨细胞活性及代谢变化,因而加速术后正畸牙齿移动。

    4.其他方法加速牙齿移动速度

    牙周组织改建的速度受各种因素,如雌激素水平的影响。牙周组织中存在雌激素受体,牙槽骨则是全身骨骼中受全身激素及局部功能影响最大的骨骼之一,是雌激素的目标。牙齿移动的速度与破骨细胞的活性密切相关,雌激素可通过增加骨矿化含量、减少骨吸收速度而增加骨密度,进而调节牙槽骨的改建,从而促进骨形成,抑制骨吸收,达到抑制牙齿的运动。多项研究表明,雌激素缺乏会加速牙齿移动。因此,牙齿移动的程度与雌激素水平有关。女性雌激素具有按月分泌的特征,雌激素的表达水平在月经期和黄体期比较低,而在排卵前1 ~ 2 d达到高峰。因此,如果排卵后加载正畸力,牙槽骨吸收发生在黄体期和月经期,雌激素水平低,这将有助于阻止雌激素对骨吸收的抑制作用,从而加速牙齿移动。从时间生物学的角度来看,正畸治疗与雌激素生理波动相结合,可能为正畸医生加速牙齿移动从而缩短正畸治疗时间开创新的方法。

    5.结语

    虽然国内外学者已做了大量有关加速正畸牙齿移动影响的研究,但多以动物为实验对象,药物浓度、使用剂量和副反应仍需大量研究给予支持,而电磁、激光等物理方法无创且副反应少,但其使用剂量、照射时间等目前还没有一个明确的金标准,应用后起引起的组织学变化仍有待进一步研究。随着手术方法的迅速发展,手术辅助正畸的创口及副反应均在减小,并能明显缩短正畸治疗时间,但其长期稳定性及正畸后复发现象还需要更多的研究证明,以将其完善并运用于临床。

编辑: 陆美凤

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