正畸力對臨時支抗裝置接觸牙根引起牙根表面損傷的影響及其修復過程

蔡國鑫

傳統牙種植體的植入是長期的,并且主要是以修復為目的而設計的,不同于牙種植體,臨時支抗裝置(temporary anchorage devices,TADs)僅僅是在正畸治療過程中某個時間內使用,因此在美國正畸協會2004 年年會上,臨床醫師出席骨性支抗研討會時規范了TADs 這一術語,表示專門用于正畸-牙移動的種植體支抗裝置。TADs 作為支抗用于牙齒移動的臨床實踐,包括牙齒伸長和壓低,近移和遠移,糾正軸傾度和咬合平面傾斜,全牙列遠移和施加矯治力［1］。它們可以在一次復診中植入在多個位置,而不需要復雜的外科手術。然而,TADs 也與各種并發癥有關,包括血管和鼻竇損傷、TADs 移除斷裂、TADs 植入失敗、TADs 在施力過程中移動［2］。這些并發癥發生可能原因是牙根與TADs 之間的牙根間空間不足。在兩牙根之間的根間骨是應用TADs 首選和最安全的部位。然而,這個區域也與增加牙根損傷的風險有關。除了不正確的植入,對TADs 施加正畸力時也可能意外接觸牙根。據報道,牙根與TADs 接觸會導致牙根吸收,但接觸中斷后牙根修復發生；損傷僅限于牙骨質或牙本質而無牙髓穿孔［3-6］。研究評估TADs 造成牙根損傷后的愈合時間,報告了相互矛盾的結果。例如,Kadioglu 等［5］報道,牙根在8 周內完全愈合,然而Ahmed 等［7］在對患者的臨床研究中認為,完全愈合需要12 周以上。對于TADs 引起的并發癥的處理尚缺乏一致認識?？谇籆BCT 是一種快速、高分辨率、低錯誤率的方法,可實現先進的三維視覺評價。以前,它被用于監測和測量正畸牙齒移動后,拔牙牙根表面的吸收坑(resorption craters)［8］。先前研究檢驗了吸收坑的三維評估對比二維組織學和放射學評估的準確性［9,10］。據知,目前還沒有關于TADs 拆除順序影響的三維成像研究或牙根與TADs 意外接觸12 周后施加正畸力的牙根修復研究。因此,本研究的目的是評估牙根與TADs 接觸后施力對牙根損傷的影響和牙根與TADs 接觸后隨時間(第4、8 和12 周)變化的修復情況；另一個目的是增加對這種并發癥處理的知識。本研究假設正畸力會對損傷的牙根表面造成比TADs 接觸牙根更大的損傷,且損傷在12 周后仍不能完全愈合。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究采用了先前文獻中描述的實驗性臨床設計［5］,選擇2017 年2 月～2019 年12 月到口腔科就診的42 例需要拔除雙側上頜第一前磨牙患者作為研究對象,其中女39 例,男3 例；年齡12～31 歲；平均年齡(19.73±5.06)歲。目前研究獲得患者或其父母、監護人的書面和口頭詳細知情同意。

1.2 納入及排除標準

1.2.1 納入標準 健康,沒有牙形態和結構異常,沒有影響牙槽骨生長或牙齒移動速度的系統性疾??；恒牙列,沒有顱頜面異?；蜓例X缺失；沒有牙外傷、夜磨牙、顳下頜關節功能紊亂。

1.2.2 排除標準 有正畸治療史；口腔衛生差,經牙周臨床檢查發現有牙齦炎、牙周炎；金屬過敏；不合作；顱頜面畸形；骨代謝異常和鈣代謝性疾病或服用相關藥物［如雙膦酸鹽(bisphosphonates,BPs)］；經X 線診斷為根尖發育不全；阻生尖牙與牙根極為貼近。

1.3 分組設計方法 患者上頜側切牙與尖牙之間放置游離牽引鉤,然后將TADs植入第一和第二前磨牙之間,最后在TADs 與牽引鉤之間放置超彈性鎳鈦拉簧。根據移除器械的類型不同將患者分為T組(僅移除TADs)和S組(僅移除彈簧),每組21 例。兩組均采用左右半口對照設計。兩組患者在TADs 與牙根接觸后第4、8、12 周分別拔除左上前磨牙,作為實驗組(T組和S組)；右上前磨牙在TADs 與牙根接觸后立即拔除,作為陽性對照組(T-C組和S-C組)。用CBCT 測量吸收坑的體積和數量。見圖1。

1.4 臨床過程 粘結MBT 直絲弓托槽(3M Unitek Gemini MBT,美國)；在上頜側切牙與尖牙之間的主弓絲(0.016×0.022 inch GRIMED Medical Orthodontic Copper NiTi Wire,中國) 上放置游離牽引鉤(Shinye ORTHODONTIC,中國),TADs(PT-IV 1.5 mmΦ×8.0 mm)放置在第一、第二前磨牙之間,從TADs 到游離牽引鉤間使用超彈性鎳鈦拉簧(0.010 inch,8 mm,Shinye ORTHODONTIC,中國)提供150 g 的力。見圖2。在下頜第一、二磨牙頜面放置玻璃離子水門汀頜墊(GC Fuji IX GP,日本),以避免咬合干擾。見圖3。TADs 的位置通過全景片或根尖片確認。施力直到TADs 與牙根接觸,這發生在實驗開始4 周后。見圖4。

T-C組和S-C組,一旦根尖片確認牙根與TADs接觸,立即拔除右上第一前磨牙。隨著TADs 與牙根接觸,T組和S組分別于拆除TADs 或拆除彈簧后的第4、8、12 周拔除左上第一前磨牙。

由同一名醫師在局部麻醉下完成了所有拔牙手術。在拔牙過程中,小心使用拔牙鉗,避免損傷牙根表面。拔牙后,用等滲生理鹽水沖洗去除牙齒上的血液和組織殘留,不損傷根表面。用放大鏡檢查每顆牙齒的牙根吸收情況,然后將拔出來的牙齒放到無菌試管中。見圖5。最后,牙齒被送到實驗室進行放射分析。

1.5 影像學分析 利用CBCT 檢測吸收坑的數量和體積。見圖6。360°旋轉掃描牙齒,共獲得384～554 個截面。評估范圍局限于截面的牙頸部-根尖(cervicoapical)方向?？偟难栏砻姹环譃? 個部分：牙頸部(cervical)、根中1/3(middle)、根尖1/3(apical)。每部分被進一步分為4 個表面區域:近中頰側(mesiobuccal)、遠中頰側(distobuccal)、近中舌側(mesiolingual)、遠中舌側(distolingual)。3 個截面的吸收區域通過相同的軟件(CS 3D imaging v3.5 Caresteam health lnc.)與其他組織分離。最后,計算出牙根吸收坑的體積和數量。

1.6 統計學方法 采用IBM SPSS statistics ver.23 (IBM Corp.,Armonk,NY,USA) 統計學軟件對研究數據進行統計分析。計量資料以均數±標準差()表示,采用克魯斯卡爾-沃利斯單因素ANOVA 檢驗(Kruskal-Wallis test)和曼-惠特尼U檢驗(Mann-WhitneyUtest)；計數資料以率(%)表示,采用χ2檢驗。P＜0.05 表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 年齡及性別 T4組、T8組、T12組平均年齡分別為(19.00±5.88)、(16.85±4.76)、(20.71±7.11) 歲,S4組、S8組、S12組平均年齡分別為(22.71±3.65)、(18.71±2.81)、(20.42±2.06)歲,對比差異無統計學意義(P＞0.05)。T組 男2 例,女19 例；S組 男1 例,女20 例,兩組性別比較差異無統計學意義(P＞0.05)。

2.2 吸收坑體積 T4組吸收坑體積大于S4組,T12組大于S12組,差異具有統計學意義(P=0.002、0.001＜0.05)；T8組與S8組吸收坑體積比較差異無統計學意義(P=0.710＞0.05)。見圖7A,表1。T4組吸收坑體積大于T8組、T12組,三組比較差異具有統計學意義(P=0.011＜0.05)；S4組、S8組吸收坑體積大于S12組,三組比較差異具有統計學意義(P=0.012＜0.05)。見圖7A,表2。T4組吸收坑體積大于T-C4組,差異具有統計學意義(P=0.001＜0.05)；T8組、T12組吸收坑體積與T-C 同時期組比較差異無統計學意義(P＞0.05)。S4組、S8組、S12組吸收坑體積與S-C 同時期組比較差異無統計學意義(P＞0.05)。見圖8A、8B,表3。

2.3 吸收坑數量 T12組吸收坑數量高于S12組,差異具有統計學意義(P=0.001＜0.05)；T4組、T8組吸收坑數量與S 同時期組比較差異無統計學意義(P＞0.05)。見圖7B,表1。T4組、T8組、T12組吸收坑數量比較差異具有統計學意義(P=0.012＜0.05)；S4組、S8組、S12組吸收坑數量比較差異無統計學意義(P＞0.05)。圖7B,表2。T8組吸收坑數量高于T-C8組,差異具有統計學意義(P=0.038＜0.05)；T4組、T12組吸收坑數量與T-C 同時期組比較差異無統計學意義(P＞0.05)。S4組、S8組、S12組吸收坑數量與S-C 同時期組比較差異無統計學意義(P＞0.05)。見圖8C、8D,表3。

表1 T組和S組吸收坑的體積和數量比較()

表1 T組和S組吸收坑的體積和數量比較()

注：與S4組比較,aP＜0.05；與S12組比較,bP＜0.05；P 值采用Mann-Whitney U 檢驗

表2 T組和S組不同時期的吸收坑體積和數量比較()

表2 T組和S組不同時期的吸收坑體積和數量比較()

注：除S組吸收坑數量外,其余不同時期比較,P＜0.05；P 值采用Kruskal-Wallis 檢驗

表3 實驗組與陽性對照組的吸收坑體積和數量比較()

表3 實驗組與陽性對照組的吸收坑體積和數量比較()

注：與T-C4組比較,aP＜0.05；與T-C8組比較,bP＜0.05；P 值采用Mann-Whitney U 檢驗

3 討論

TADs 引起的牙根損傷是臨床常見的并發癥。目前對這一并發癥的處理了解有限,包括牙根表面修復過程和加力的時間。因此,本研究采用CBCT 對由于TADs 造成牙根損傷的修復過程進行了研究。結果顯示12 周的時間可能不足以讓牙根愈合。結果還表明,當TADs 導致牙根損傷時,臨床醫師應立即移除施力裝置,且不應在12 周內進行重新加力。

一些研究評估了TADs 與牙根接觸后牙根表面的變化［5-7］。Kadioglu 等［5］對10 例患者的牙根損傷進行了為期8 周的組織學檢查,并報告膠原纖維在整個期間完全覆蓋損傷表面。在本研究中,采用了與Kadioglu 等［5］使用的類似分組設計,通過CBCT 評估,8 周的時間不足以進行牙根修復。相反,修復過程需要＞12 周時間。研究結果的不一致可能與所使用的方法有關,因為組織學檢查在發現修復性牙骨質方面優于CBCT。Kadioglu 等［5］也評估了彈簧或TADs 的移除順序,但他們沒有報告移除順序的比較。另外,在同一研究中,他們沒有對彈簧或TADs 移除順序對愈合時間的影響進行分析。在本研究中,在牙根與TADs 接觸后,第一步是立即取出彈簧,隨后12 周內不重新加力；與移除TADs (T組)且連續施力12 周相比,在移除彈簧而將與牙根接觸的TADs 留在原位后(S組),吸收坑體積和數量顯著減少。12 周后,兩組患者的吸收坑體積均呈下降趨勢,但吸收坑數量沒有差異。因此在12 周時,CBCT 顯示牙根沒有完全愈合。

Ahmed 等［7］研究了人類上頜第一前磨牙牙根與TADs 接觸后的牙骨質修復,報告稱70%的牙根在12 周時愈合≥90%,大多數在8 周時能夠完成愈合。他們得出的結論是,完全恢復需要＞12 周的時間。然而,該研究沒有分析加力的影響,也沒有在TADs 與牙根接觸后將TADs 留在原位。在目前的研究中,與Ahmed等［7］的發現相似,12 周的時間不足以完成愈合。除此之外,保留與牙根接觸的TADs,對修復過程的不利影響小于移除TADs 但持續施力。臨床工作中可能不會立即發現TADs 與牙根接觸。本研究結果表明,最好在檢查到TADs 與牙根接觸時移除彈簧,而不是移除TADs,并且在重新施力前應經過12 周以上的時間。

Maino 等［6］對2 例男性患者進行了引導鉆或TADs 接觸牙根引起牙根凹痕的預后評估,報告稱在引導鉆接觸牙根大約8 周后,牙根凹痕處形成細胞牙骨質并發生部分愈合。當牙根凹痕出現并與TADs 接觸,觀察4 周,這個缺陷只發生部分愈合。他們得出結論是,一個提供200 g 力的開大螺旋彈簧可能會干擾牙根損傷后的愈合。與他們的研究結果類似,在本研究中,TADs 相關的牙根損傷在4 周后僅出現部分愈合,與8 周和12 周相比愈合減少。直到12 周后才觀察到完全愈合。此外,在目前的研究中,拉簧施加150 g 的力延長了愈合期。

Kim 等［11］對4 只迷你豬進行了長達16 周的TADs 與牙根接觸造成牙根損傷的研究,并評估了讓TADs 留在原位與牙根接觸對受損牙根愈合的影響。他們得出結論是：當TADs 與牙根接觸發生時,應立即去除TADs。他們還報告說：當TADs 留在原位與牙根接觸時,在長達16 周的時間里沒有觀察到最終的牙骨質修復。在目前的研究中,未施加外力的TADs 原位組(S組),與4 周時相比,12 周時吸收坑體積減少,而吸收坑數量在所有觀察時間點相似。吸收坑體積的減少歸因于彈簧的移除,這可能會導致復發,進而TADs 與牙根的接觸可能不緊密。在Kim 等［11］的研究中,在TADs 與牙根接觸后移除TADs,并在超過16 周的時間里,在沒有施加外力的情況下評估牙根愈合情況。他們在4 周后觀察到部分愈合,并隨著時間的推移逐漸愈合,在8～16 周觀察到完全愈合。在本研究中,TADs移除并持續施力(T組)的吸收坑體積隨時間延長而減小,但在所有時間觀測點上,T組的吸收坑數量相似。吸收坑體積的差異歸因于TADs 移除組(T組)彈簧的持續施力,這可能會降低愈合效果。Kim 等［11］還表示,TADs 穿透牙髓時,造成的牙根損傷是不可逆的。在目前的研究中沒有發現牙髓損傷。由于研究設計的差異,TADs 去除對愈合的影響沒有與Kim 等［11］的發現進行比較。

Hembree 等［12］對7 只比格犬在短(6 周)和長(12 周)時間內對TADs 與牙根接觸引起的牙根損傷的愈合過程進行了評估。該研究報告說,將TADs 留在原位與牙根接觸所造成的損害在6 周和12 周時相同,這與預期相反。該研究還報告說,如果沒有持續的力量,將TADs 留在根部可能不會刺激牙根吸收。與其發現相似,本研究發現在12 周時,與T組相比,S組的吸收坑體積和數量明顯更低。因此,彈簧施加的力似乎比讓TADs 在沒有外力的情況下留在原位與牙根接觸12 周造成更多的吸收和更少的愈合。

與Hembree 等［12］類似,Renjen 等［13］評估了TADs 與牙根接觸對3 只比格犬牙根表面的影響,為期12 周,并得出結論：TADs 穿過根表面并不影響牙骨質修復或愈合。在目前的研究中,與Renjen 等［13］的發現相似,將TADs 留在原位對愈合的影響似乎少于持續施力。

牙根與TADs 的最小距離建議為1.5 mm［14］。此外,當TADs 距離牙根＜0.6 mm 時,也有牙根吸收的報告［15,16］。在本研究中,為了防止由于TADs 刺激而引起的牙根吸收,采用微創技術和低扭矩植入TADs 在牙根中間,通過X 線片和目視檢查證實,植入部位臨近的牙周韌帶(periodontal ligament,PDL)沒有被侵犯。

先前的研究報道,醫源性創傷引起的牙根吸收可能不同于正畸誘導的炎癥引起的牙根吸收［17,18］。因此,對治療的反應可能是不同的。在本研究中,實驗模型旨在模擬治療過程中TADs 與牙根之間的意外接觸。因此,目前的結果可能只適用于由TADs 造成的損傷引起正畸誘導的炎癥性牙根吸收。對于TADs 植入或鉆孔引起的創傷性牙根損傷和炎癥性牙根吸收［18］,可能需要進一步研究。

臨床上,在傳統的正畸治療中,吸收和愈合可發生在兩次復診之間［17］。一個持續的正畸力啟動了吸收過程。然而,當這種力停止或降至某一水平以下時,吸收腔隙就開始修復［18］。假如在正畸治療中發現牙根吸收的情況,建議停止主動加力。在某些情況下,TADs引起的醫源性損傷可能會導致牙根吸收［18,19］。如本實驗模型所示,即使是TADs 植入于理想位置,但是在治療過程中與牙根意外接觸,也可能導致牙根吸收。因此,當TADs 與牙根接觸發生時,醫師不應繼續在受損的牙根上施力。他們應該為愈合過程留出時間,這可能需要＞12 周的時間。

根據目前的研究結果,12 周的時間可能不足以使受損的牙根完全愈合,而更長愈合周期的進一步研究將有助于提供更多關于愈合過程的認識。然而,進行更長時間的研究可能會很困難,因為這樣會延長患者的治療時間,而且患者除了對科學做出貢獻外,不會從治療中獲得額外的好處。

在本研究的限制范圍內,得出的結論是:在正畸治療過程中,相比讓TADs 留在原位與牙根接觸而不施加外力來說,彈簧對受損根部施加的力可能會增加由于TADs 與牙根接觸引起的損傷,并降低愈合效果。此外,通過CBCT 檢測,12 周的愈合時間可能不足以使牙根完全愈合,對受損牙根進行重新加力的時間間隔不應＜12 周。