加速正畸牙齿移动的辅助干预措施

2020-7-8 11:07  来源:华西口腔医学杂志
作者:李博 赵志河 阅读量:8462

    正畸治疗周期的长短受到患者及治疗相关因素的影响,如错畸形的严重程度、患者的依从性和治疗方案的设计等。通常情况下,正畸治疗周期为2~3年,较长的治疗周期常伴随有釉质脱矿、黏膜溃疡、龋病、牙龈退缩、牙根吸收等并发症的发生,同时,较长的治疗周期也意味着更高的治疗费用,并且可能造成患者依从性的下降。

    因此,如何加速正畸牙齿移动,在尽量短的时间内达成治疗目标,实现健康、功能、稳定、美观的咬合,是正畸医生和患者的共同追求,探索安全有效的辅助干预措施具有非常重要的临床意义。围绕正畸牙移动,国内外学者展开了大量广泛而深入的研究,不断有新的辅助干预措施被报道。

    目前,加速正畸牙齿移动的辅助干预措施较多,总体而言可将其分为手术干预和非手术干预两大类,其中手术干预包括骨皮质切开术、减阻牵张成骨术、嵴上纤维环切术(circumferential supracrestal fiberotomy,CSF)等术式,而非手术干预则包括激光治疗、振动治疗、药物治疗、超声治疗、电磁治疗等途径。但是,目前常见的加速正畸牙齿移动的辅助干预措施均具有局限性,尚无一种干预措施得到公认,为正畸临床所常规采用。本文旨在针对目前常见的加速正畸牙齿移动的辅助干预措施作一综述,以期指导临床,缩短治疗周期,降低并发症发生风险及治疗费用,提高患者满意度,帮助患者获得更好的预后。

    1.加速正畸牙齿移动的手术干预

    通过手术干预来加速正畸牙齿移动,其有效性已得到许多临床研究的广泛证实。近年来,加速正畸牙齿移动的手术干预愈发趋于微创,体现为创伤不断减小,同时操作不断简化。但是由于手术固有的侵袭性,或多或少仍会造成一定的损伤,术后不可避免的给患者带来疼痛或其他不适,术区存在发生肿胀、感染等的可能性,严重影响了患者对于手术干预加速正畸牙齿移动的接受程度。加速正畸牙齿移动的手术干预措施多种多样,术式、手术部位及手术器械各不相同。

    目前常见的主要有骨皮质切开术、减阻牵张成骨术和嵴上纤维环切术,其中又以骨皮质切开术及其改良术式在临床应用最为广泛,下面将对上述3种手术干预措施分别进行阐述。

    1.1 骨皮质切开术

    骨皮质切开术,即在需要移动牙齿牙根周围的颌骨进行手术,仅切开目标区域颊舌侧的骨皮质,深度达骨松质,且不造成骨松质损伤。骨皮质切开辅助牙齿移动这一概念最早由L.C. Bryan提出,距今已有120多年的历史,然而直到1959年才被Kole详细论述,首次将骨皮质切开术作为加速正畸牙齿移动的干预措施进行深入探讨。

    经过不断的发展和演变,2001年Wilcko等将骨皮质切开术与骨移植相结合,提出了牙周加速成骨正畸(periodontally accelerated osteogenic orthodontics,PAOO)技术,该技术主张行唇颊/舌腭侧翻瓣术后,在骨皮质上作垂直和水平切口并打孔,放置骨移植材料于骨质缺损或薄弱的部位,从而既实现了牙齿的加速移动,又保证了充足的牙周骨量支持。

    2009年Dibart等在PAOO的基础上进一步简化改良,提出Piezocision术,其最突出的优势在于无需翻瓣,仅在唇颊侧附着龈上作垂直切口,采用超声骨刀切开骨皮质,必要时可以分离骨膜在其下方形成隧道,填充少量骨移植材料,该术式显著减小了手术创伤。此外,还有学者提出不翻瓣、不切开,仅行骨皮质打孔的Piezopuncture术。关于骨皮质切开加速正畸牙齿移动的机制,Wilcko等认为其与局部加速现象(regional acceleratory phenomena,RAP)密切相关,手术损伤刺激了局部软硬组织的修复重建活动,增强了破骨效应,使术区牙槽骨发生暂时性脱矿、骨密度降低,从而加速了牙齿移动。这一观点得到了现在大多数学者的认可与支持,然而其中具体的分子生物学机制还有待探索明确。作为当前正畸临床最常见的手术干预措施,骨皮质切开术在加速牙齿移动,缩短治疗时间,增加牙槽骨骨量,减少牙根吸收,维持治疗稳定性等方面的优势已有不少学者报道,术式几经改良、呈多元化发展。

    翻瓣方式从唇颊/舌腭侧双侧翻瓣到唇颊单侧翻瓣,甚至不翻瓣;切开方式既有线状切开,也有点状切开,或者两者结合;手术器械从最初的低速球钻到现在的超声骨刀配合手术导板。总体来说,术创小、术后不适感低,则患者易于接受,但是却可能削弱RAP效应,影响其对正畸牙齿移动的加速效果,同时微创术式会造成术区植骨空间有限,不适用于植骨量较大的患者。因此,选择骨皮质切开术式时需充分考虑患者的具体情况,严格掌握适应证和禁忌证,在术式的微创与充足的植骨空间中找到平衡,才能更好地辅助加速正畸治疗。

    1.2 减阻牵张成骨术

    减阻牵张成骨术,也可简称为牵张成骨术,当其作为加速正畸牙齿移动的辅助干预措施时,主要适用于加速拔牙病例尖牙的远中移动。现有研究多集中于两种术式,牙周膜牵张成骨术(periodontal ligament distraction osteogenesis,PDLD)和牙槽骨牵张成骨术(dentoalveolar distraction osteogenesis,DAD)。

    Liou等认为正畸牙齿移动时牙周膜成骨过程与快速扩弓时腭中缝成骨过程类似,以此为基础于1998年提出PDLD,辅助尖牙快速远中移动。PDLD具体来说,即在拔除第一前磨牙时,用骨钻于拔牙窝内在尖牙远中侧牙槽骨间隔上磨沟,减小间隔骨对尖牙远中移动的阻挡作用,然后以第二前磨牙和第一磨牙为支抗,口内牵引尖牙向远中移动。结果显示,PDLD术后患者上下颌尖牙在3周内整体移动了6.5 mm,大部分第一磨牙无近中移动,尖牙近中侧可以观察到新的牙槽骨生成并快速改建,影像学检查示牵引后3个月局部牙槽骨改建成熟。

    2002年,Kişnişci等改进了PDLD的减阻方式,提出了DAD。DAD与PDLD的区别在于,在拔除第一前磨牙的同时,不仅减少了尖牙远中间隔骨的骨量,还去除了拔牙窝颊侧骨板,随后沿着尖牙牙根外形在颊侧骨皮质先打孔,再用裂钻将小孔连成线,充分松解尖牙及其颊侧的骨组织,使尖牙与局部牙槽骨形成一个整体,最后粘接口内牵引装置,牵拉尖牙向远中侧拔牙窝移动。

    研究发现,术后以每天0.8 mm的速度快速牵张尖牙,在8~12 d尖牙即与第二前磨牙发生接触,第一磨牙和第二前磨牙均无支抗丧失,且未见牙根吸收、牙齿固连、牙髓坏死等不良反应。与PDLD相比,DAD能实现尖牙与局部牙槽骨的整体内收,牙齿移动效果优于PDLD,但手术操作较复杂,损伤较大,相对不易被患者接受。

    1.3 CSF

    CSF,也称为嵴上纤维切断术、牙龈环切术。目前CSF在正畸临床上常用于预防扭转牙矫治后的复发,起到维持疗效稳定的作用,而作为手术干预措施加速牙齿移动的文献报道相对较少。CSF一方面直接阻断了牙龈纤维施加于牙齿的与移动方向相反的作用力,另一方面牙龈纤维的牵拉作用减弱致使局部破骨活动增强,牙槽骨吸收,故可加速正畸牙齿移动。

    Glenn等以猫作为研究对象,发现手术侧与非手术侧相比,牙冠的移动更加明显,同时旋转中心向根尖移动。Young等研究大鼠模型发现,CSF组磨牙移动速率明显高于其他实验组,移动距离是其他实验组的2倍,上述差异具有统计学意义,同时CSF组磨牙移动后复发率仅有12%,而其他实验组几乎全部复发。由于现有研究较少,CSF对牙齿移动的加速作用还有待更多高质量的临床研究来进一步探索。

    2.加速正畸牙齿移动的非手术干预

    加速正畸牙齿移动的非手术干预措施类别较多,主要包括激光治疗、振动治疗、药物治疗、超声治疗、电磁治疗等方法。相比于手术干预,非手术干预加速正畸牙齿移动最显著的优势在于安全无创,因而更加容易被患者所接受。然而,非手术干预措施在有效性方面存在较多的争议,即便是相同的辅助干预措施,由于研究人员的具体操作不同,所得结论也不尽相同,比如激光治疗的参数设置、振动治疗的振幅频率、药物治疗的用量用法等,以上操作的不同均会使研究结果产生偏差,导致部分临床研究认为有效的干预措施,在其他研究中却可能被认为无效,相关的系统评价和Meta分析也会由于研究的异质性而难以给出明确的循证医学结论。下面将对几种常见的加速正畸牙齿移动的非手术干预措施逐一进行阐述。

    2.1 激光治疗

    关于激光治疗加速正畸牙齿移动,目前临床应用和研究较多的是低强度激光治疗(low level laser therapy,LLLT)。LLLT主要采用半导体二极管激光器,通常以砷化镓铝(gallium-aluminum-arsenide,GaAlAs)作为工作物质,输出毫瓦级激光,此强度的激光具有无创性,不会对机体产生不可逆损伤,不会引起局部温度明显升高,对细胞和组织具有一系列的生物刺激作用,操作简便且安全性好,尚无文献报道LLLT引发不良的系统性反应。

    LLLT的生物刺激作用是通过诱导光化学反应实现的,即细胞通过光感受器吸收光能,随后经线粒体转化生成ATP,促使细胞代谢活动增强,DNA、RNA和蛋白质合成增加,同时LLLT还可以小幅度升高局部组织温度,进而舒张血管,最终实现对细胞增殖、细胞分化及组织修复的促进作用。

    当LLLT应用于大鼠实验性正畸牙移动模型时,其具体的组织学表现为,破骨细胞和成骨细胞的数量均升高,牙槽骨改建明显加速,正畸牙移动量更大。临床研究也得出了相似结论,Üretürk等报道,安氏Ⅱ类1分类拔除第一前磨牙的患者,远中移动上颌尖牙,右侧为对照组,采用传统方式进行尖牙远中移动,而左侧为实验侧,在LLLT辅助下进行尖牙远中移动,结果显示,90 d后实验组和对照组尖牙远中移动的距离分别是3.90 mm±1.41 mm和2.77 mm±1.49 mm(P<0.01),实验组尖牙移动距离超过对照组40%。

    AlSayed Hasan等同样纳入了安氏Ⅱ类1分类拔牙患者,进行了随机对照实验,发现LLLT组排齐整平的平均时间为(81.23±15.29)d,对照组平均需要(109.23±14.18)d(P<0.001),LLLT组减少了26%的治疗时间。此外,LLLT还具有缓解疼痛的作用,其机制主要包括:减少花生四烯酸的释放,降低了体内前列腺素E2水平;诱导内源性阿片神经肽—β-内啡肽释放,发挥了强效镇痛作用;稳定细胞膜电位,阻断了疼痛相关信号的激活和传递。

    由此可见,LLLT是一种应用前景良好的加速正畸牙齿移动的无创性辅助干预措施。然而,也有一些动物实验、临床试验和系统评价认为LLLT对正畸牙齿移动没有加速作用。LLLT有效性存在争议,一方面,是由于LLLT的生物刺激作用易受参数影响,如波长、时间、功率、能量密度等,而现有研究的参数设置各不相同,严重影响了结论的准确性与可比性;另一方面,目前仍缺乏高质量的临床研究和相关的循证医学证据,LLLT的疗效难以得到证实。

    综上所述,LLLT的最佳参数设置还有待探索、建立和统一。值得一提的是,除了LLLT,发光二极管(light emitting diode,LED)也能诱导光化学反应,对机体组织具有生物刺激作用,可以促进组织再生。有学者认为,与LLLT相比LED光疗更加安全,其波长范围更大,同时空间相干性、产热及能耗更低。

    2.2 振动治疗

    振动治疗通过对牙齿施加振动载荷,增强了正畸治疗过程中机械力对牙齿移动的影响,从而使牙槽骨改建加速,加快牙齿移动速率,已有不少以大鼠为研究对象的动物实验证实了振动刺激对正畸牙移动的加速现象,但是其中分子机制尚不明确。现有研究多认为与核因子κB受体活化因子(receptor activatorof nuclear factor-κB,RANK)/核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of NFκB ligand,RANKL)信号通路的激活密切相关,通过此信号通路促进了破骨细胞的分化成熟,显著增强了破骨效应,最终加速了牙槽骨改建和牙齿移动。此外,还有文献报道振动治疗能够缓解正畸加力后引发的疼痛。

    目前临床上多采用口内振动设备辅助加速正畸治疗,其中以AcceleDent(OrthoAccel Technologies,Inc. Houston,TX)最为常见。该振动设备于2009年开始应用于正畸临床,它的振动频率是30 Hz,加载于牙齿的力值是0.2 N,每天使用20 min即可,它的优势在于安全、无创、便携、摘戴方便,患者可以在正畸医生的指导下在家独立使用。

    虽然振动治疗的有效性在动物实验中得到了证实,一些临床研究也表明这种干预措施能够加速牙齿移动,但是近几年进行的多个随机对照临床试验却均得出了阴性结论,即辅助治疗的振动力没有加速牙齿移动、缩短正畸治疗周期的效果,由于这些临床研究全部采用AcceleDent作为振动治疗的辅助设备,故AcceleDent本身的有效性同样不容乐观;相关系统评价结果显示,尚无充足证据支持振动治疗可加速牙齿排齐,仅有较弱的证据支持振动治疗对尖牙远中移动有一定的加速作用。在疼痛缓解方面,也有多中心随机对照试验显示,在正畸初期排齐牙列阶段,振动治疗并没有缓解疼痛的作用。

    2.3 药物治疗

    药物治疗通过增强牙槽骨的代谢活动来加快正畸牙移动速率,因此凡是能促进骨代谢的物质均具有成为药物的潜力,可以通过实验一步步探索其有效性与安全性。目前关于药物治疗的研究较多,但是缺乏临床试验,大部分研究都是动物研究,通常以大鼠为实验对象,构建实验性正畸牙移动模型,采用局部或全身给药,探究药物对牙移动的加速作用,得出相应结论。由于动物和人体在细胞及组织层面的差异性,通过动物实验得到的研究结果只能作为参考,必须谨慎解读。

    总体来说,药物治疗加速正畸牙齿移动的研究空间还很大,还有许多不够明确,比如最佳给药途径、最适剂量以及不良反应,仍有待大量的临床试验来摸索和完善。回顾文献,可以将常见的加速牙移动的药物归入3个类别,分别是激素类、细胞因子类以及中药类。

    2.3.1 激素类药物

    主要有1,25-二羟基维生素D(1,25-DHCC)、甲状旁腺素(parathyroid hormone,PTH)、前列腺素E2(prostaglandinE2,PGE2)和松弛素等。其中,1,25-DHCC是维生素D活性最高的代谢产物,低剂量的1,25-DHCC可以通过上调RANKL的表达,促进破骨效应;PTH具有升高血钙的作用,当皮下持续注射时,能够显著增加牙槽骨压力侧的破骨细胞数目;PGE2以炎症介质的形式参与牙槽骨改建,增加了RANKL表达,促进破骨细胞分化与成熟;松弛素存在于牙周膜,能够刺激胶原酶合成,减小软组织阻力,上述变化最终产生一个共同的结果,即加快牙齿移动速率。

    2.3.2 细胞因子类药物

    血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblastic growth factor,bFGF)和白细胞介素(interleukin-1,IL-1)等都属于细胞因子类药物,VEGF、bFGF和IL-1主要通过促进成骨细胞增殖、调控破骨细胞分化和形成来加速骨代谢,或通过趋化作用诱导破骨细胞聚集,增强破骨效应,最终促进正畸牙齿加速移动。

    2.3.3 中药类

    我国学者对中药类药物研究较多,对牙槽骨改建和牙齿移动有加速作用的多为活血化瘀类的中药,比如丹参、骨碎补、灯盏花、川续断等。Wang等以大鼠为实验对象,对其灌服丹参、骨碎补、川续断的水煎剂,结果显示上述中药能促进正畸牙移动,缩短治疗周期。还有学者进行了类似的实验,发现给大鼠灌服丹参、骨碎补的水煎剂后,不仅可以加快正畸牙移动,还能减缓牙槽骨骨密度降低。

    2.4 超声治疗

    超声波是超出人耳听觉界限的高频声压波,它能够传导进入人体特定的组织或器官,作为一种非侵袭性的干预措施进行诊断或治疗。超声治疗在医学领域应用广泛,能够促进机体组织的修复和愈合,具有多种生物学效应,其中对正畸牙齿移动有加速作用的主要为低强度脉冲超声波(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)。有学者研究大鼠实验性正畸牙移动模型发现,从实验第5天起,LIPUS显著提高了实验组的骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2,BMP-2)和RANKL表达情况,即LIPUS可能通过刺激肝细胞生长因子(hepatocytegrowth factor,HGF)/Runt相关转录因子2(runt related transcription factor 2,Runx2)/BMP-2信号通路及RANKL的表达促进牙槽骨吸收、改建,加速正畸牙齿移动。

    其他学者通过类似动物实验,同样观察并验证了LIPUS对正畸牙齿移动的加速作用。此外LIPUS还有一个显著优点,它可有效预防正畸过程中的牙根吸收,降低其发生风险,不少动物实验和临床研究均证实了此效应。Inubushi等认为,此效应不会干扰正畸牙齿移动,通过改变骨保护素(osteoprotegerin,OPG)/RANKL比值,抑制破牙骨质细胞生成,从而显著减少了牙根吸收的发生;还有间接体内研究表明,LIPUS可刺激牙骨质基质形成,增加牙骨质厚度,从而降低了牙根外吸收风险。

    综上所述,有学者推测LIPUS最适合应用于绝经期或绝经期后有骨质疏松症的女性患者,因为这一人群容易发生严重的牙根吸收。

    2.5 电磁治疗

    电磁治疗在正畸领域内的应用相对较少,早期有文献报道电流对骨重建及正畸牙移动的影响,而目前电磁治疗在正畸领域内研究较多的则是脉冲电磁场(pulsed electromagnetic fields,PEMF)治疗。有动物研究和临床试验报道PEMF可以加速正畸牙齿移动。Showkatbakhsh等纳入10名尖牙需远中移动的患者,一侧尖牙作为实验组行PEMF治疗,对侧尖牙作为对照组,结果发现PEMF治疗侧尖牙的远中移动距比对照侧多1.57 mm±0.83 mm(P<0.001)。

    关于PEMF加速牙移动的机制,Darendeliler等以大鼠为研究对象,进行了正畸牙移动实验,结果发现PEMF增加了牙移动距离,认为是PEMF介导的高频低幅振动加速了牙齿移动,然而Dogru等采用超低频电磁场进行实验,同样观察到了牙齿移动加速现象。有学者推测PEMF加速正畸牙移动可能的机制是,当电磁场发生变化时,牙槽骨产生感应电流,引起细胞内第二信使的浓度升高,如cAMP和cGMP,加速骨组织重建和牙齿移动。至于其真正的内在机制,由于相关研究不足,目前尚不明确。另外,还有学者进行了临床试验证实PEMF能有效减少弓丝初次戴入导致的疼痛。

    3.总结

    加速正畸牙齿移动一直以来都是研究的热点,现有的辅助干预措施在不断完善,同时也有新的辅助干预措施不断涌现。然而不论手术干预,还是非手术干预,都是希望通过促进牙槽骨的组织学改建,来实现正畸牙齿移动的加速。关于各种辅助干预措施的加速机制,即从分子层面阐述牙槽骨改建加速,目前已展开了不少研究,但是缺乏广度与深度,研究结果尚不能够进行交织串联。

    笔者认为,各种辅助干预措施追根溯源,其内在机制应该是相似相通的,因此进行全面系统的研究,从分子生物学角度阐明其中共通的机制非常有必要。就目前而言,手术干预虽然效果较好,但会不可避免的造成创伤,患者接受度较低,减小术创、简化操作是其未来发展的方向;非手术干预相对安全,多采用无创性操作,患者容易接受,但是难以保证疗效,今后需要继续细化操作要点、探索最佳参数,提高对牙移动加速的有效性。此外,各种辅助干预措施的追踪报道较少,其不良反应及长期稳定性有待进一步研究。希望未来能够探索出一种兼顾安全性与有效性的辅助干预措施,在正畸临床常规采用,缩短治疗时间。

编辑: 陆美凤

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