个体化舌侧矫治内收上前牙时牙齿移动趋势的三维有限元分析及临床验证

冯素亚，蔡留意，张月兰，杨金刚,乔守莲

1)武警河南省总队医院口腔科 郑州 450052 2)郑州大学第一附属医院正畸科 郑州450052

个体化舌侧矫治技术因美观性好、精度高，广受成年正畸患者青睐[1]。但在舌侧矫治关闭拔牙间隙时上颌易发生水平向及垂直向的“弓形效应”[1-2]，这可能与内收前牙时的力线方向及后牙的支抗有关。微种植体可以有效增强关闭间隙时的后牙支抗[3]，且植入位置可影响内收前牙时的力线方向[4]，因而在舌侧矫治中配合使用微种植体有可能抑制舌侧矫治中的“弓形效应”。本研究利用三维有限元模型分析不同微种植体位置滑动法内收前牙时的力学机制并加以临床验证，以期为微种植体在舌侧矫治中的临床应用提供参考。

1 材料与方法

1.1个体化舌侧矫治闭隙阶段三维有限元模型的建立采用文献[5]所建立的个体化舌侧矫治联合微种植体支抗滑动法闭隙阶段的三维有限元模型。在所建的3个有限元模型中，微种植体均位于第二前磨牙和第一磨牙间腭侧，与牙槽嵴间距分别为2、6、10 mm。每个模型均包含40个实体模型：其中牙齿12个，牙周膜12个，上颌骨1 个，托槽12个，弓丝1个，微种植体2个，见图1。

图1 牙齿-牙周膜-上颌骨-托槽-弓丝-微种植体实体模型

1.3矫治力的加载及分析双侧对称加力，微种植体与牵引钩间加1.5 N载荷，牵引钩位于尖牙和侧切牙间的弓丝中点，加力点位于弓丝平面。观测指标为牙列在水平向、矢状向及垂直向的初始位移趋势。

1.4临床验证选择2014年3月至2017年1月在武警河南省总队医院口腔科进行舌侧矫治的11例患者，男2例，女9例，年龄21～40(27.3±4.5)岁。纳入标准：主诉为上颌或双颌前突；软组织侧貌凸面型；上下颌牙弓拥挤量<4 mm；牙弓形态基本左右对称，无牙齿缺失(第三磨牙除外)；牙齿形态、大小基本正常，无明显牙体缺损；牙周组织健康；身体健康，无正畸治疗史。患者均拔除4颗第一前磨牙，间接粘接全口个体化舌侧托槽，托槽数据由技工与计算机排牙确定，在前牙区和拔牙间隙两侧牙齿托槽槽沟设计适当补偿角度；依次更换0.014英寸(1英寸=25.4 mm)、0.016英寸、0.016英寸×0.022英寸、0.017英寸×0.025英寸和0.018英寸×0.025英寸的镍钛合金弓丝及0.018英寸×0.025英寸的钛钼合金弓丝进行上下牙弓的排齐整平和转矩确立；上颌腭侧微种植体支抗辅助滑动法内收前牙，微种植体植入位点为第二前磨牙与第一磨牙间，距离牙槽嵴顶约6 mm处，选用0.016英寸×0.022英寸不锈钢弓丝；必要时前牙区采用牵引钩等辅助措施控制转矩。

2 结果

2.1三维有限元分析

2.1.1 X方向的牙列位移趋势 伴随微种植体向根方移动(即微种植体与牙槽嵴顶距离由2 mm变为6 mm，再变至10 mm)，中切牙从切缘轻微外翻趋势到牙体整体稳定趋势；侧切牙的牙冠内翻趋势仍较强；尖牙的近中切角内翻旋转趋势增强，但舌隆突远中的外翻趋势有所减轻；第二前磨牙牙冠的外翻扭转趋势基本不变；第一磨牙牙冠的移动趋势由整体稳定逐步过渡到外翻趋势；第二磨牙牙冠由整体稳定过渡到牙冠绝大部分略有颊侧外翻移动趋势，水平向的“弓形效应”有向后延伸趋势。见图2。

A: 微种植体距牙槽嵴顶2 mm；B:微种植体距牙槽嵴顶6 mm； C:微种植体距牙槽嵴顶10 mm;1～3：分别为X、Y、Z方向

2.1.2 Y方向的牙列位移趋势 伴随微种植体向根方移动，中切牙切端内收舌倾趋势逐渐减弱；侧切牙从切端到牙颈部递减的舌倾趋势由强到弱，但减弱速度较中切牙慢；尖牙牙冠近中的内收趋势增强，牙冠整体有远中倾斜移动趋势；第二前磨牙牙冠由整体稳定到远中倾斜移动且移动趋势渐增；第一磨牙和第二磨牙位移趋势无明显变化，提示在矢状向上微种植体增强了后牙支抗。见图2。

2.1.3 Z方向的牙列位移趋势 伴随微种植体向根方移动，中切牙的伸长下垂趋势由明显到轻微；侧切牙近中切端的伸长下垂趋势先增强后略有减弱，舌隆突向远中区域压低趋势增强；尖牙近中的伸长下垂趋势略有降低，远中压低趋势略有增强；第二前磨牙的移动趋势由稳定到远中颊侧轻微压低，而后又趋于稳定；第一磨牙和第二磨牙的移动趋势均由整体稳定过渡到牙冠颊侧轻微压低，后又趋于稳定。垂直向的“弓形效应”仅在微种植体距离牙槽嵴顶6 mm时稍向后延伸。见图2。

A、B、C：治疗前、中、后面像；D、F：治疗前X线影像；E、G：治疗后X线影像；H、I、G：治疗前、中、后像

3 讨论

3.2微种植体支抗可减轻舌侧矫治中的“弓形效应”上颌舌侧拔牙矫治易发生牙弓垂直向和水平向的“弓形效应”[1-2]。当以上颌后牙作支抗闭隙时易发生“尖牙远中外翻、第二前磨牙间宽度增大、磨牙近中舌向旋转、第二磨牙区宽度变窄”的典型水平向“弓形效应”及“切牙伸长、尖牙远中倾斜、 第二前磨牙压低、磨牙近中倾斜及伸长”的典型垂直向“弓形效应”。本研究中有限元分析发现：在舌侧矫治中，通过腭侧微种植体加力关闭拔牙间隙时，虽然前牙的位移趋势与传统加力相似，但第二磨牙的水平向缩窄及磨牙的近中倾斜趋势轻微，即牙弓后段原本易出现的水平向及垂直向的典型“弓形效应”基本消除，与本研究的临床病例矫治结果基本一致。

3.3舌侧矫治中前牙转矩及垂直向控制应是临床重点本研究的三维有限元牙列位移图显示，舌侧矫治中微种植体支抗关闭上颌拔牙间隙、加力点位于侧切牙和尖牙之间弓丝中点牵引钩处时，主要表现为前牙舌倾和伸长趋势，且舌倾趋势大于伸长趋势。临床中对抗前牙的伸长、舌倾、扭转和转矩丧失的主要控制措施包括前牙有效结扎对抗扭转、排牙时过矫治或预置托槽转矩及轴倾度、调整前牙牵引钩的长度、前牙区微种植体悬吊等[8-12]。本研究在临床病例中对切牙槽沟预置转矩补偿角度、在尖牙槽沟中预置冠近中倾斜角度及必要时牵引钩的应用，防止了较易出现的前牙舌倾、伸长等趋势。

综上所述，在上颌第一前磨牙和第一磨牙间距牙槽嵴顶6 mm处植入微种植体可以较好地避免舌侧拔牙矫治后牙段在水平向和垂直向的“弓形效应”，并可通过前牙槽沟预置转矩和轴倾度等措施，预防前牙较易出现的舌倾和伸长，从而实现矫治过程中良好的垂直向和矢状向控制，获得较理想的矫治效果。