骨增量技术在口腔正畸领域的研究进展

    牙槽骨缺损在正畸患者中具有较高的发病率。未经正畸治疗的双颌前突患者存在牙槽骨开窗与开裂的比例高达94%，后牙反患者存在骨开窗骨开裂的比例高达61.6%。个别牙长期缺失、唇腭裂等原因也会造成牙槽骨缺损。牙槽骨缺损会增大正畸治疗中牙根吸收、骨开窗、骨开裂、牙龈退缩、牙齿松动等并发症风险。因此，正确评估患者牙槽骨情况，合理设计牙槽骨增量方案对于降低并发症发生，降低正畸治疗难度具有重要意义。
    本文将对口腔正畸领域的骨增量技术进行综述，旨在为正畸患者牙槽骨缺损的治疗方案制定提供依据。
    1. 牙周加速成骨正畸（periodontally accelerated osteogenic orthodontics,PAOO）
    1.1 PAOO的机制
    PAOO是在骨皮质切开的同时，在骨表面植入人工骨材料，以加速牙移动，缩短正畸治疗疗程，同时增加骨量，拓宽牙移动范围的一种手术方式。其机制是骨损伤后产生短暂的局部加速现象（regional acceleratory phenomenon,RAP），本质上是一种防御反应，即在损伤局部成骨和破骨活性升高，骨改建速度加快，有利于局部组织的快速愈合。然而，关于人工骨植入后能否进行正常的牙槽骨代谢，目前存在争议。一些研究者认为，人工骨材料会影响骨稳态，阻碍牙移动；另一些研究者认为，牙移动能促进移植材料的吸收，人工骨材料对牙移动没有影响。
    在切开的骨表面植入骨移植材料，如脱蛋白牛骨矿物质、可吸收胶原膜等能够形成生物支架，引导新骨快速长入并与邻接组织紧密结合。也有学者采用自体骨移植来实现骨增量，但受到取材的影响，其临床应用受到一定限制。
    1.2 PAOO手术适应证及正畸介入时机
    PAOO通常用于患者唇颊侧和/或舌腭侧多个牙位的骨增量。由于PAOO可以产生加速和骨增量的效应，其适应证包括：1）需要牙槽骨增量的病例，如骨开窗、骨开裂；2）缩短正畸疗程；3）提高稳定性，减少复发；4）增加严重错畸形患者治疗方案的选择；5）埋伏牙（如尖牙）的快速拉出；6）扩弓及改善牙槽骨形态。此外，在开展PAOO前还应评估患者牙周硬组织条件，除常规牙周手术禁忌证外，患有未控制的牙周炎或严重上皮附着丧失的患者通常不能行PAOO。
    适当的正畸介入时机是保证PAOO取得满意效果的必要条件。RAP在骨皮质切开术后数天开始，1～2月达到峰值，并维持4个月左右，此后逐渐消失。为充分利用RAP、PAOO术后2周内甚至术后即刻就应开始正畸加力。
    1.3 PAOO的骨增量效果
    研究表明，正畸治疗后会出现一定程度的骨开裂、骨开窗，骨开窗、骨开裂的出现与治疗前牙根周围牙槽骨的厚度有关。Gao等通过文献回顾发现，与单纯的骨皮质切开术相比，PAOO能显著增加正畸治疗后的颊侧牙槽骨厚度和密度。矢状向关系不调也会影响正畸治疗中的骨开裂、骨开窗。
    骨性Ⅲ类患者往往需要正畸-正颌联合治疗，在正颌手术前需要正畸去代偿，矫正唇倾的上前牙和舌倾的下前牙，这一过程可能会导致牙龈退缩。Xu等测量釉牙骨质界根方4 mm和6 mm处的牙槽骨厚度发现，接受传统正畸的骨性Ⅲ类患者牙槽骨厚度会出现降低，而接受PAOO的患者牙槽骨厚度保持稳定。也有学者将PAOO应用到1例安氏Ⅱ类牙槽骨缺损患者的正畸治疗中，并取得了良好的骨增量效果。
    目前，PAOO中所使用的植骨材料主要有脱蛋白牛骨矿物质、生物活性玻璃以及自体骨等，植骨后覆盖可吸收胶原膜。
    植骨材料可能会影响PAOO的骨增量效果，一项随机对照临床试验发现，与生物活性玻璃相比，脱蛋白牛骨矿物质具有更好的成骨效果。Nowzari等报道了1例采用自体骨移植进行PAOO的病例，手术从下颌骨升支-体部取骨，并移植到上下颌前牙区唇侧。术后1年观察到植骨区发生明显的自体骨吸收和重建，与周围组织形成良好的融合。在具体选择PAOO植骨材料时，因综合考虑手术创伤、远期效果、时间、花费以及患者意愿等因素。
    1.4 PAOO的并发症
    PAOO作为一项有创的手术，其常见并发症包括疼痛、出血、感染及术后肿胀等。此外，还可能发生牙龈退缩甚至坏死、植骨材料暴露等，导致手术失败。从手术本身的角度出发，要提高手术的成功率，需要做好减张和保证足够的血供。由于骨移植材料的植入，术区张力增大，可通过骨膜切开或龈瓣附加垂直向切口等方法进行充分减张。龈瓣的血供主要由骨膜及根方的牙龈提供。骨膜切开后，龈瓣的血供主要由根方的牙龈提供，而牙龈的血供受牙龈厚度的影响。因此，对于术前牙龈较薄的患者，可先进行软组织增量，以保证PAOO术后术区牙龈的血供。
    2.引导性骨再生（guided bone regeneration,GBR）
    2.1 GBR的机制
    软组织的生长速度远大于骨组织，因此，在骨缺损区软组织的迅速长入会阻碍骨再生过程。GBR通过置入膜性材料建立一个物理屏障，将骨缺损区与周围软组织隔离开，阻止生长较迅速的上皮细胞和结缔组织细胞向骨缺损区迁移，为骨组织的生长提供有利环境。GBR除了需要屏障膜外，通常还需要植入自体骨或其他骨填充材料来形成必要的骨再生空间。长期缺牙或牙周炎等情况会导致牙槽骨不同程度吸收，为正畸牙移动带来困难。通过GBR可以增加牙槽骨量，拓宽正畸牙移动的适应证并获得稳定的治疗效果。
    2.2 GBR的适应症和正畸介入时机
    GBR在牙槽缺损的修复中具有广泛的应用，在正畸治疗中多用于局部牙位的骨增量，如：1）预防和治疗骨开窗、骨开裂；2）修复个别牙长期缺失后的牙槽嵴缺损，为缺牙区间隙关闭提供足够的牙槽骨量；3）修复唇腭裂患者牙槽突的缺损等；4）局限性牙周炎患者的正畸前牙周治疗等。
    目前，对于GBR术后进行正畸牙移动的时机尚存在争议。Roccuzzo等主张在术后8～12个月开始正畸牙移动，以确保牙周组织的再生效果。研究表明，与术后1个月开始正畸牙移动相比，术后2个月进行正畸牙移动能获得更佳的骨增量效果和更快的牙移动速度。
    Attia等通过同口对照研究比较了术后即刻正畸加力和术后2个月正畸加力2种方式的骨增量效果，结果表明即刻加力组的骨增量效果更佳。即刻加力虽然使正畸开始时间提前，但牙移动速度是否加快，治疗时间是否缩短，仍需进一步研究。目前文献报道中的GBR术后正畸加力时机大不相同，要确定最佳的正畸加力时机，需要长期的随机对照研究来提供可靠的证据。
    2.3 GBR的骨增量效果
    近年来GBR在正畸领域的应用越来越多。田燕等在患者双侧下颌第一磨牙区行GBR，近中移动双侧下颌第二和第三磨牙关闭缺牙间隙。矫治结束后，患者GBR术区牙槽骨高度正常，牙周及牙髓健康。陈露祎等为1名上中切牙缺失5年，缺牙区牙槽骨吸收的患者采取GBR手术进行骨增量，术后通过正畸关闭拔牙间隙。GBR术后一年半CBCT显示，术区植骨效果稳定，未发生明显的吸收。
    GBR所使用的膜性材料包括不可吸收膜和可吸收膜两大类。不可吸收膜能发挥良好的屏障功能，但需要再次手术取出。可吸收膜不需要取出，但其降解可能会影响屏障功能。Ito等研究发现：与可吸收膜相比，采用不可吸收膜行GBR能获得更好的骨增量效果。不同骨移植材料的骨增量效果也存在一定差异。
    Machibya等通过比格犬实验，对比了采用Bio-Oss骨粉和β-磷酸三钙进行GBR骨增量的效果差异，结果显示：Bio-Oss组的牙槽骨高度和骨密度更高，骨增量效果更好，而牙移动速率没有明显差异。目前，自体骨移植因其成骨效果和远期稳定性较好，仍是牙槽骨增量的金标准。但自体骨移植需开辟第二术区，手术创伤较大，临床使用受到了一定限制。
    近年来，有学者将自体骨与异种骨材料混合，作为GBR的骨移植材料，取得了良好的骨增量效果。然而，一项随机对照试验显示：添加自体骨不仅不会增加GBR的骨增量效果，而且可能导致更大的并发症风险。此外，GBR的骨增量效果也受手术部位的影响。一项包含18名患者、52个GBR手术部位的临床研究显示：上颌水平骨增量效果（6.5±2.4） mm明显优于下颌（3.8±1.1） mm，前牙区的水平骨增量效果（7.1±2.9） mm明显优于后牙区（5.2±1.7） mm。研究者认为，造成这种差异的部分原因是上颌骨较疏松，含有更多的血管，有利于细胞的富集以及成骨过程。同时，上颌和前牙区更易发生水平向骨吸收，在骨吸收严重的部位进行GBR能获得更好的骨增量效果。
    2.4 GBR的并发症
    软组织并发症是GBR的常见并发症。Tay等回顾了2015—2020年的文献发现：伤口裂开的发生率为9.9%，是GBR术后最常见的并发症。伤口裂开可能会伴随屏障膜的暴露、伤口感染或移植物的丢失。然而，尽管伤口裂开的发生率较高，但术后感染的发生率相对仅为1.5%。
    他们的研究也表明，GBR术后并发症与移植物的物理性质有关，而与屏障膜的类型（可吸收膜和不可吸收膜）无关，这与Lim等的研究结果一致。就术后感染的发生率而言，采用块状移植物组（5.7%）明显高于微粒移植物组（0.4%）。使用块状移植物往往意味着需要的骨增量体积更大，这可能会导致皮瓣张力增大和伤口裂开，增加感染概率。
    并发症的发生会增加患者的治疗时间和费用，因此应该正确避免和及时处理。降低皮瓣张力对于确保伤口闭合，减少伤口开裂具有重要意义。在多数情况下，可以通过垂直松解切口降低皮瓣张力。而在大量植骨的情况下，这种切口仍不足以完全释放皮瓣张力，此时可通过增加骨膜松解切口来增加皮瓣延伸。当术后早期发生伤口裂开时，可指导患者在伤口暴露区域使用洗必泰凝胶。而当屏障膜暴露并有脓性渗出物时，应及时取出植入材料，用洗必泰溶液彻底冲洗，指导患者每日应用洗必泰凝胶，并全身使用抗生素。
    3.位点保存术（site preservation）
    3.1 位点保存术的机制
    在正畸治疗中常常需要通过拔牙来获得间隙，Stoppenbrink等的研究发现：拔牙后到关闭间隙前，拔牙位点的牙槽嵴随时间进行性吸收，其中下颌唇侧牙槽嵴的吸收最为显著。拔牙后1年，牙槽嵴宽度会丢失50%，其中2/3发生在拔牙后最初3个月。牙槽骨吸收后可能会出现牙移动困难、牙根吸收、牙龈退缩等风险。位点保存术是在牙拔除的同时，在拔牙位点植入骨移植材料，以保存牙槽位点的一种方法。
    3.2 位点保存术的适应证及正畸介入时机
    位点保存术可用于拔牙位点的牙槽骨再生。目前对于正畸相关位点保存术的适应证，尚未达成广泛共识。根据位点保存术的机制，笔者推荐的适应证包括：1）拔牙后不能及时关闭间隙，如患者妊娠；2）拔除牙位牙槽嵴解剖结构良好，无明显缺损。
    Seifi等认为，位点保存术后可立即进行正畸牙移动，无需等待位点愈合。董一磊等也建议在术后早期进行间隙关闭，以减小骨密度对牙移动速度的影响。然而，未来还需要进一步的随机对照研究，综合评价组织愈合、骨增量效果以及牙移动速率等指标，以确定位点保存术后正畸介入的最佳时机。
    3.3 位点保存术的骨增量效果
    几乎所有文献都支持位点保存术在骨增量方面的积极作用，但对于手术对牙移动的影响目前尚存在争议。一项随机对照研究显示：在拔牙后3个月，与对照组（未行位点保存术）相比，实验组（填充生物活性玻璃支架）患者更能保存良好的牙槽嵴形态。牙槽骨缺损后也可能导致关闭间隙时出现牙龈内陷，而行位点保存术的患者牙龈内陷程度明显降低，尽管其发生率并没有降低。
    Seifi等的研究显示：当采用同种异体骨移植行位点保存术后，不仅牙槽骨吸收较少，牙移动量也比对照组增加37%。Klein等拔除小鼠上颌第一磨牙，并在拔牙窝内填充同种异体骨移植材料或人工合成骨移植材料（β-磷酸三钙），在第2、4和6周进行CT扫描评估骨再生效果，并在4周后正畸牵引上颌第二磨牙；他们的结果表明：与对照组和同种异体骨移植组相比，β-磷酸三钙移植组在术后第2和4周骨量较少，但在第6周达到接近的水平。
    然而，他们观察到了相反的牙移动效果。与对照组相比，接受位点保存术的小鼠上颌第二磨牙移动均受到抑制，这可能是由于骨移植材料形成了物理障碍。一篇病例报道也显示了骨移植材料对牙移动的阻碍作用。在该病例中，一名患者拔除左右下颌第一磨牙，左侧填充羟磷灰石-β-磷酸三钙，右侧为对照，术后6月开始正畸治疗。当右侧间隙完全关闭时，左侧仍有3 mm间隙。因此，在开展位点保存术进行骨增量时，还应考虑其对牙移动的影响。
    近年来，有学者将血小板浓缩物（如浓缩生长因子）用于位点保存术。血小板浓缩物来源于患者自身，能被机体代谢，没有伦理学和免疫反应等限制，具有良好的应用前景。也有学者将光生物调节（photobiomodulation,PBM）引入牙槽嵴保存。特定波长的激光能够与细胞内的光受体相互作用，诱导细胞增殖，促进干细胞分化，促进组织愈合和修复过程。
    Rosero等通过同口配对随机对照研究，证明了激光能够促进拔牙后骨的再生。将植骨与激光治疗结合时，也能比单独植骨取得更好的骨增量效果。激光治疗操作简便，不需要植入异物，在位点保存术的应用中具有较大的潜力。也有学者尝试将自体牙骨粉移植用于正畸治疗中的牙槽骨增量。自体牙骨粉是将患者自身需拔除的牙拔除后，取其牙本质制成粉末或颗粒得到的。虽然在这项研究中，相比与术后3个月，在术后6个月时出现了牙槽骨吸收，但自体牙骨粉可在拔除正畸牙时在椅旁制得，直接用于牙槽保存，使用方便，并且无免疫排斥风险，因此在正畸患者的牙槽骨增量方面具有广阔的应用前景。
    3.4 位点保存术的并发症
    位点保存术最常见的并发症是术后肿胀和感染。虽然部分研究在术后预防性使用了抗生素，但仍有少数患者出现术后感染。而及时更改抗生素方案，能有效控制感染，促进组织愈合。此外，部分研究显示位点保存术会导致正畸牙移动速率减慢，尽管这在目前尚存在争议。牙移动的抑制可能是由骨移植材料的物理阻碍作用所致，因此，未来需要有更多的研究来改进骨移植材料，使其能够在保存牙槽的同时不影响牙移动。
    4. PAOO、GBR和位点保存术的比较和选择
    PAOO和GBR都可用于水平向骨增量，但PAOO除植骨外，还需做骨皮质切开。骨皮质切开能诱导RAP，从而加速正畸牙移动，缩短正畸治疗时间。因此，PAOO适用于唇颊侧和/或舌腭侧牙槽骨量不足，且需要缩短正畸治疗时间的患者。GBR的应用范围更广，除水平向骨增量外，还可用于垂直向骨增量，如个别牙长期缺失或牙周炎导致的牙槽骨吸收，以及唇腭裂患者的牙槽突缺损等。位点保存术是拔牙后即刻填充骨粉，防止拔牙位点的牙槽骨吸收造成牙移动困难。而如果拔牙时未进行位点保存术，拔牙位点出现了牙槽骨吸收，则可通过GBR来恢复牙槽骨高度。
    3种骨增量技术通常都需要植骨，手术具有一定的相似性。同时，3种骨增量技术各有优势，在临床应用中可联合使用。对于同时需要水平和垂直向骨增量且需要加快牙移动的患者，可考虑联合使用PAOO和GBR。位点保存术与PAOO或GBR的联合应用尚未见报道，但根据手术原理，笔者认为位点保存术与PAOO或GBR的联合应用是可行的，具体效果仍需动物和临床研究来验证。
    5.总结与展望
    骨增量能够拓宽正畸治疗中牙齿移动的界限，减少牙根吸收，预防和治疗骨开窗、骨开裂，对于口腔正畸具有重要意义。目前正畸治疗主要以牙槽骨的生理性改建为基础，但在正畸治疗前或正畸过程中出现牙槽骨缺损时，可合理开展骨增量技术。在应用骨增量技术时，不仅要考虑骨增量效果，还应考虑骨移植材料对牙移动的影响。
    目前PAOO的应用比较成熟，而GBR和位点保存术等其他骨增量方法在口腔正畸领域的应用仍需要进一步的基础和临床研究，为骨增量方法的适应证、骨移植材料的选择以及术后最佳正畸加力时机提供更多理论依据。近年来，干细胞疗法研究取得了较大的进展，将具有成骨分化潜能的干细胞（如骨髓间充质干细胞、牙周膜干细胞等）应用于正畸患者的骨增量，也有可能成为将来的研究趋势。