无托槽隐形矫治技术中附件应用及进展

2019-3-6 10:03  来源:中国实用口腔科杂志
作者:陈文儿 钱玉芬 阅读量:8268

    近年来在正畸技术不断发展的同时,人们对美观的需求不断增高,无托槽隐形矫治器受到了越来越多人的关注,并且得到了广泛的应用。1998年无托槽隐形矫治器首次由美国隐适美公司研制开发,后在欧美国家正畸临床中得到广泛的使用。2003年,首都医科大学口腔医学院与清华大学机械工程系、北京时代天使生物科技有限公司合作研究,开发出具有我国自主知识产权的无托槽隐形矫治技术,并在国内口腔正畸临床治疗中逐步推广和应用。

    无托槽隐形矫治技术与传统的固定矫治技术在矫治力的产生上有根本的区别。无托槽隐形矫治技术依靠一系列的透明高分子材料压膜矫治器作用于牙齿,通过计算机设计预成每一副矫治器施加到牙齿上的矫治力。由于该矫治器与牙齿特有的接触方式,使得某些牙齿移动时,隐形矫治器较难“抓”住牙齿,矫治力也就不能施加到待矫治牙上。为了解决这样的问题,无托槽隐形矫治技术引入了“附件”这种辅助装置。

    1.附件的种类与材料

    1.1附件的种类

    无托槽隐形矫治器附件是指粘接于牙齿表面(唇、颊侧或舌侧)的少量复合树脂,其作用主要有两个方面:一方面是借助附件帮助形成倒凹区域,加强隐形矫治器的固位力,使矫治器更贴合于牙列,避免矫治器脱落,这类附件叫做加强固位型附件,可作为相对固定的支撑点,隐形矫治器就位后借助这些支撑点发挥其矫治力。对于临床中存在的临床牙冠短、倒凹不足、牙齿缺失或被拔除,以及牙齿间大小差异明显等影响固位力的因素,某些时候需要对矫治器进行加强固位以确保矫治力能够按照预期的大小、方向和作用部位得以施加。

    Kuo等指出,隐形矫治中设计附件的目的是增加固位力,防止矫治器脱落,使矫治器的施力区域能与牙齿紧密贴合,直至牙齿就位于隐形矫治器内预设的位置。另一方面是引导或帮助相应牙齿得以有效移动的作用,这类附件称为协助移动型附件,是以促进牙齿移动为目的,而非出于矫治器的固位考虑。在进行牙齿的伸长、压低、旋转、直立以及间隙关闭移动等设计时,协助移动型附件可发挥有效作用,起到一个类似牙齿上“把手”的作用。熟知附件的选择与设计原则,是隐形矫治治疗成功的重要因素之一。

    1.2附件的材料与粘接

    选择一种粘接性能较好的材料在无托槽隐形矫治中显得尤为重要,它直接影响到牙齿移动的效率和矫治目标的实现。理想的附件应具备:第一,符合美观性,能与牙体颜色相似达到隐形的特点。第二,在复诊短时间内即可制作完成,机械性能、生物性能良好。第三,粘接性能良好不易脱落。第四,附件本身不易磨损。基于这几点要求,临床中目前使用的是光固化树脂材料进行附件的制作。

    当前光固化粘接剂种类繁多,大致可分为全酸蚀系统与自酸蚀系统两类。自酸蚀粘接剂是把酸蚀与粘接合二为一,基于附件粘接强度是由釉质粘接技术所决定,其中所含的弱酸处理剂会使釉质的酸蚀程度降低,使得釉质粘接强度减低,故现在临床上大多采用全酸蚀方法粘接隐形附件。冯安琪等对常用的材料如3M光固化材料[包括Single Bond 2(3MESPE,美国)和Z100(3M,美国)]、贺利氏光固化材料[包括Gluma Comfort Bond和CHARISMA®(Heraeus,德国)]进行比较,通过检测脱落率及剪切强度来评价附件粘接强度。实验结果发现,3M光固化材料制作的附件要优于贺利氏光固化材料,推测可能由于Single Bond 2添加了纳米填料,能够有效增加树脂粘接剂强度。

    因纳米填料尺寸比光波还小,大约是传统填料的1/100,使粘接剂透明性增加,同时能很好地渗入酸蚀后的微孔中,从而能够形成高质量树脂突,固化后增强粘接边缘封闭性,从而减小微渗漏,提高粘接性能。初可嘉等发现,GCFujiOrthoLC不但粘接成功率足够高,而且因其免酸蚀从而能缩短粘接时间,提高了整体工作效率,降低了患者的疲劳感。GCFujiOrthoLC是一种正畸常用的树脂加强型玻璃离子RMGIC粘接剂,RMGIC结合了复合树脂和玻璃离子的优点,具有化学、光固化双重固化效果,从而增强了粘接强度,同时保持了氟释放特性。

    林薇薇等研究表明,GCFujiOrthoLC粘接24h的抗剪强度可达到(5.7±1.9)MPa,经冷热循环实验后抗剪强度仍大于5MPa,说明GCFujiOrthoLC性能比较稳定,能够满足临床需要。有学者对比了RMGIC在粘接后30min和24h的强度,结果表明24h后的粘接强度显著增强。临床上应嘱患者在粘接24h内勿食用硬物,以提高粘接成功率。Barreda等对3M光固化材料FiltekZ350XT和AmelogenPlusTW作为隐形矫治器附件粘接6个月后的表面磨损情况进行比较,研究发现AmelogenPlus的表面磨耗率高于FiltekZ350XT。推测可能由于FiltekZ350XT复合树脂的较小球形颗粒结构使其耐磨性及抗折性都能优于AmelogenPlusTW。

    有研究发现,材料的流动性过大会导致牙面和附件周围溢出的树脂材料发生直接粘连,致使模板极难脱位,甚至导致模板变形。所以对树脂的流动性要求必须适中,要具备一定的可塑性。此外,形成附件的光固化树脂的量要适当,过多或过少都会对附件的粘接产生不利影响。树脂量过少可能导致附件形态不完整,树脂量过多则易使后续治疗中矫治器沿着附件表面滑脱,从而偏离或减弱附件的功效。在无托槽隐形矫治器中,附件表现为一个突起于透明牙托的空腔,临床上必须以间接光固化的方式粘接于目标牙齿上,但在实际粘接过程中,透明牙托整体的就位情况直接影响到个别牙位处附件与目标牙齿的密贴程度。

    许多学者对粘接方法进行了研究,以提高附件粘接的稳定性。连月梅等研究认为,以个别牙为模板分段粘接的附件脱落率要明显低于全牙弓模板方式粘接。主要因为当以整个牙弓作为模板粘接附件时,透明牙托任何部位存在的就位不良都会导致局部附件的粘接失败。而当把附件部位从整个牙托中剪下来做成个别牙位的独立模板后,就会由于较少受到邻近牙齿的影响而更能与目标牙获得良好的密贴。

    如果一副隐形矫治器上设计的附件较多,一次全部制作完毕可能会带来隔湿困难的问题以及附件制作完毕后矫治器难以摘取或摘取过程中施力过大造成附件的脱落。此时可将第一副矫治器切成几段,分部操作,一次粘接1~3个附件。需要注意的是每段应至少包括与粘接附件牙相邻的两颗牙齿,以精确定位附件的位置。此外,在附件处模板上开窗并清除边缘的毛刺,为形成附件后多余粘接材料提供溢出通道,也有利于塑造附件外形和增强粘接稳定性。

    隐形附件粘接是否准确到位、是否牢固且不易脱落、粘接的附件是否完整都依赖四手操作护理程序的密切配合。隐形矫治的附件几个到十几个不等,在粘接过程中往往会出现因医生操作不慎污染牙面或粘接时未将粘接模板按压到位导致粘接失败。在四手操作的配合下,医生在牙面酸蚀完成后隔湿条件下,由护士传递物品,并将树脂注入附件定位模板型腔内,医生将其戴入患者口内,双手指按压模板的唇颊面,可确保型腔内的树脂与牙面全面接触,此时由护士辅助光照固化。四手操作不仅缩短了患者就诊时间、减少了患者在就诊时的不适,同时减少了患者的不配合因素对医生造成的影响,提高椅旁的工作效率。

    2.附件的固位

    附件固位力不足会导致隐形矫治器的局部支抗不足,使矫治目标难以实现;另一方面,附件设计过多或尺寸较大会导致固位力过大,使矫治器难以摘戴,从而导致矫治器变形及附件脱落等情况。矩形附件的固有缺点就是患者摘戴矫治器非常困难。Tuncay等指出,无论是加强矫治器整体还是局部的固位,这类附件的标准尺寸应为厚≤0.75mm。但有时此类加强固位型附件为了满足临床需要也会被要求设计成较大的厚度,这样可能导致因固位力过大而矫治器难以摘戴。

    但如果附件和隐形矫治器不是十分密合,将会产生不希望出现的力学系统和难以预测的牙齿移动。所以,附件的设计不仅要考虑矫治效果的表达,还要考虑固位力与脱位力之间的平衡。附件的数目并不是设计的越多越好,也并不是设计固位力越大的附件越好。水平矩形附件可提供很大固位力,因其与透明矫治器的接触面积最大,且底面与脱力方向垂直接触,造成的摩擦力最大,最好用于牙冠短小以及无天然倒凹情况的牙;而垂直矩形与垂直椭圆形附件的固位力比较适中,可用于防止牙齿倾斜移动以及矫正扭转牙增加支抗等情况;水平椭圆形附件固位力小,用于个别不需要太大固位力的设计。

    3.附件影响牙齿移动效率的相关研究回顾

    不同于传统的固定矫治技术,无托槽隐形矫治技术的矫治力主要来源于热压膜材料变形后的回弹力。基于压膜材料本身具有的局限性,广大正畸医生开始接受时只是用于治疗轻度错畸形,比如前牙拥挤或散隙的病例。Joffe在2003年回顾了隐形矫治器的缺陷与不足,提出隐形矫治器很难治疗复杂错畸形的原因是不能有效控制牙齿移动。例如不能直立因关闭间隙产生倾斜移动的牙齿,另外,很难进行牙齿伸长、尖牙和前磨牙的扭转、控根平移等,尤其控制牙齿垂直方向的运动十分困难。

    Nguyen等研究得出隐形矫治器压低牙齿的移动效率为79%~84%;而Kravitz等研究发现,伸长牙齿移动效率只有29.6%,前牙区的牙齿压低效率为41.3%,平均压入距离为0.72mm。所以,针对以上问题,附件的出现在一定程度上提高了牙齿垂直方向的移动效率,如Boyd研究发现,在前磨牙区双侧粘接1mm厚的水平斜角的直角附件能提高前牙垂直向移动效率。

    纠正扭转牙方面,大多数的报道都联合使用了附件进行治疗。Boyd和Duong等都提出,在牙齿上粘接颊侧和舌侧附件可辅助扭转;Simon等发现,牙齿粘接附件比不粘接附件的所受力明显要大,粘接附件后有47.3%的准确率,旋转量显著增加。但是,Kravitz等的研究却表明附件对牙齿扭转作用甚微。曾红等利用4个有限元模型研究了不同控根附件在左上颌第一磨牙近中移动过程中牙周膜的压力-张力模式、位移模式的影响,结果表明,研究中的控根附件均使磨牙向近中倾斜移动。

    通过比较旋转轴的位置发现,颊侧双优化附件加力矩的模型中,旋转轴更靠根方,对磨牙的控根效果更好。周洁珉等采用了三维影像重叠法,应用无托槽隐形矫治技术远中移动上颌磨牙的效果测量分析,其结论是无托槽隐形矫治技术可有效地远中移动上颌磨牙,在磨牙远移过程中前牙支抗损失较小。并且提到粘接附件的患者在使用同样大小的力远中移动上颌磨牙时,较未粘接附件者磨牙远中移动的速率更快,其磨牙预期移位量的表达亦较未粘贴附件者充分,前磨牙支抗丧失更轻微,所以附件的存在有助于治疗目标的实现。

    Ravera等研究发现,在隐形附件的辅助下,可使上颌第一磨牙远移2.25mm,无明显倾斜和垂直移动,面部高度也无明显变化。蔡永清等利用有限元模型研究在不同的附件作用下,下颌尖牙从唇侧平移到舌侧时的下颌尖牙初始位移与没有附件辅助的情况进行比较,研究发现,附件有助于尖牙的整体平移,半体附件相比于整体附件对于帮助尖牙进行平移的效果更好。

    郑钰婷等通过设计无托槽隐形矫治器整体内收上颌前牙的有限元模型,分析上颌前牙的力学特征,发现在整体内收时上颌前牙均表现为倾斜移动趋势,其中上颌中切牙及侧切牙为冠向远中舌侧的倾斜移动,上颌尖牙为冠向远中的倾斜移动趋势。上颌前牙均受到了龈方向方的伸长力。结合临床经验,在利用无托槽隐形矫治器进行整体内收上颌前牙时,矫治器对上颌前牙的伸长力可表现为矫治器前牙部分的脱位,故可通过增加上颌前牙的附件、上颌前牙设计足够的压低量以增加矫治器的固位力同时获得前牙的转矩控制。

    4.展望

    随着无托槽隐形矫治技术中材料学、生物力学、CAD/CAM技术的发展,附件也会伴随其不断发展。从形态、大小及作用范围也会随之创新,使之帮助完成更复杂的临床病例,扩大无托槽隐形矫治的适应证。还有学者开始预成附件形状和可接受性方面的研究,对附件进行预成制作并粘接,能减轻磨损,同时使附件的粘接程序变得更加快捷,附件具有更明显的形状而使其能发挥更好的作用。

编辑: 陆美凤

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