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物理方法加速正畸牙移动的研究进展

2019-10-21 11:10  来源:中国实用口腔科杂志
编辑:王诗哲 潘晓岗 阅读量:3194

    错牙合畸形的矫正周期一般较长,据研究显示,正畸治疗时间通常为18~30个月。然而疗程长意味着增加了釉质脱矿、龋齿、牙根吸取、牙龈炎症、牙周疾病以及依从性降低等发生概率。如何缩短正畸治疗疗程,加速正畸牙移动是正畸领域的热点问题,也是众多学者长期以来关注研究的课题。

    回顾文献可以发现,加速正畸牙移动的方法主要分为手术治疗、物理治疗、药物治疗和基因治疗四大类。其中,物理治疗方法加速正畸牙移动的原理为:在正畸牙槽骨改建的过程中加快张力侧骨质沉积与压力侧骨质吸取,从而加快牙移动。因物理治疗方法具有侵袭性小、操作简便的优点,患者更易于接受,故而临床应用较为广泛。

    物理治疗的缺点是具有剂量、操作时间、操作距离等依赖性。本文从电磁场、弱激光、低强度脉冲超声、周期性力装置、电流等5个方面对目前已被证明能加速正畸牙移动的物理方法进行综述,以期为临床有效提高正畸疗效和效率、缩短正畸疗程提供理论依据。

    1.电磁场

    可加速正畸牙齿移动的磁场主要有静磁场、脉冲电磁场和脉动电磁场。静磁场的作用原理为:通过促进血管再生的方式改善骨组织微循环,加速牙槽骨改建。脉冲电磁场变化时可在牙槽骨内产生感应电流,促进细胞内第二信使浓度升高,加快牙槽骨重建。Bassett等认为,脉冲电磁场可引起钙的动力学改变。有关脉动电磁场尚无相关分子机制阐述。此外,电磁波亦可加速正畸牙移动。其中,超短波使牙齿移动速率发生改变,其机制可能与第二信使系统有关。

    微波则能使组织细胞中水分子和偶极子发生高频振荡,进而加快骨代谢。研究证明,电磁场可改变骨的生物电状态,诱发细胞分裂,促进新陈代谢,从而加速骨缺损部位愈合。Showkatbakhsh等以10例远移尖牙的正畸患者为研究对象,对试验侧尖牙应用常规矫治器,并每天连续8h置于0.5mT、1Hz的脉冲电磁场中,而对照侧尖牙仅应用常规矫治器。经过(5.0±0.6)个月后发现,试验侧尖牙的总移动距离[(5±1.3)mm]远大于对照侧[(3.5±1.6)mm],差异有统计学意义(P<0.001)。

    Hazan-Molina等对兔进行正畸干预实验发现,旋转脉动电磁场可加速正常牙移动。但Kameda等在对大鼠正畸牙施加磁通量密度为100~170Gs(1Gs=0.1mT)的静磁场实验中未能得到类似结论。施加电磁场加速正畸牙移动的研究仍需进一步深入。

    2.弱激光

    弱激光即低功率激光、低强度激光。其毫瓦级的输出功率不会对生物组织造成不可逆损伤,也不会使局部温度明显升高,同时弱激光可对细胞和组织产生一定的生物刺激效果。目前,弱激光在临床中主要应用于减轻炎症水肿和缓解慢性关节紊乱、加快创口及神经愈合、减轻疼痛等方面。Genc等发现,弱激光能显著促进扩弓期大鼠腭中缝的骨再生。照射总剂量相同时,扩弓后马上连续照射3d效果最佳,而在扩弓后3d再照射以及扩弓后只照射1d均无可靠效果。

    Figueira等提出,弱激光可造成试验性牙移动时牙槽骨的组织学变化,包括成骨、破骨细胞的数量改变以及胶原的沉积。Seifi等研究发现,联合应用弱激光和正畸力时,在正畸力刺激下引起的牙髓充血反应可逆,且牙髓修复速度更快。Kawasaki等于2000年首次进行弱激光对正畸牙移动速率影响的临床随机对照试验,结果显示,弱激光照射组的尖牙移动距离比对照组多34%,差异有统计学意义(P<0.001)。亦有学者认为,弱激光不能促进正畸牙移动。

    Limpanichkul等临床观察3个月发现,尖牙移动距离在照射组与对照组之间的差异无统计学意义,考虑其可能原因是激光剂量过大而产生了抑制。正畸患者普遍具有疼痛的临床症状,而应用弱激光加速正畸牙移动可有效缓解正畸痛感。Heravi等在固定矫正患者放置第1根弓丝后马上进行激光照射,通过视觉模拟评分法分值比较可知,弱激光组分值为3.3,模拟激光照射的安慰剂组分值为8.55,而无激光照射的对照组分值为7.25。此外,弱激光组患者疼痛于第3天停止,而安慰剂组和对照组疼痛于第5天停止。以上两项结果均表明,与安慰剂组和对照组相比,弱激光组患者疼痛感明显下降。弱激光在口腔正畸学中的应用仍处于起步阶段,其对正畸牙移动方面及周围骨组织的作用值得深入探讨和进一步研究。

    3.低强度脉冲超声

    低强度脉冲超声是可将物理能量输送到人体组织内的声波。目前医学研究发现,低强度脉冲超声可施加机械力、加速骨骼及创口愈合并促进牙周组织的再生。在正畸领域中,其能够增加破骨细胞的数量和活性或增加受压位点的核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL)表达来实现正畸牙齿快速移动,而不会产生诸如牙根吸取等牙周组织损伤。Xue等对大鼠定时进行低强度脉冲超声照射,结果显示大鼠第5天开始骨改建明显加速。

    可能的分子机制如下:(1)通过直接改变细胞膜渗透性及第二信使环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)活性与浓度,改变离子和蛋白的运输方式进而调整胞内一些基因的表达;(2)激活阳离子通道的牵张感受器,改变胞内信号浓度,调节基因表达;(3)机械能通过超声被传导接受,使胞外基质和细胞骨架间的附着发生变化;(4)诱导产生骨内电流。目前关于低强度脉冲超声的研究及临床运用尚不够深入,考虑到其操作简单无创伤的优点,有希翼通过进一步深入研究后广泛应用于临床。

    4.周期性力装置

    Kau在临床研究中通过使用周期性力装置对正畸牙施加周期性力,发现经过连续6个月每天20min的治疗后患者每月牙齿移动量为2~3mm。但对于周期性力另有学者持不同结论,Uribe等通过动物实验发现,周期性力抑制牙移动,且实验动物组织在牙移动过程中表现出牙周膜胶原纤维结构受损。此外有多项试验表明,周期性力装置既不会在正畸过程中加速牙根吸取,也不会增添患者痛苦程度。

    尽管已有临床评估说明在周期性力装置的使用中患者依从性良好、满意度佳,但该装置使用中的具体参数值,如施力大小、周期频率、作用位点、作用时限等并未达成一致。周期性力装置通过对正畸牙施加适宜频率的机械振动从而加快牙齿移动,原理为机械振动可加速牙周膜受压侧的骨吸取以及张力侧的骨沉积。此外,在分子水平上也能看到RANKL和骨硬素在振动刺激下分泌水平均有所提高。

    RANKL可促进牙周膜受压侧骨吸取,而骨硬素能抑制张力侧骨沉积,二者分泌水平的提高可促进骨改建,加速正畸牙移动。亦有临床研究表明,使用电动牙刷可有效加速正畸牙移动,但对正畸牙齿的牙周无影响。其原因与电动牙刷震动中产生的持续性外力有关。

    总之,当前已有较为可靠的临床数据证明周期性力装置可加速牙齿移动,但具体的临床应用仍需有更精确的研究结果作为支撑。

    5.电流

    由于骨骼系统本身存在两种电势,即压电势和生物电势。通过电流作用可使骨骼表面产生压电反应,并能促进骨的形成和修复。电流在口腔正畸方面的研究受限于材料学,临床应用不多。Hu等研究认为,牙齿各部位的组织与牙槽骨的压电效应不同,而由压力引起的电流主要在牙槽骨上,这与正畸牙移动过程中牙槽骨组织反应相一致。Spadari等通过临床随机对照试验,设计试验组上颌尖牙接受正畸力并给予每天5h的持续性电流,对照组仅接受正畸力,1个月后试验组牙齿移动距离明显高于对照组。

    Kolahi等研究了直流电在组织学水平上对牙槽骨吸取和牙移动的影响。其以机械力单独使用为对照组,电流和机械力共同使用为实验组。实验进行2周后,实验组牙齿移动速度快于对照组,且牙周组织细胞第二信使浓度提高。El-Angbawi等认为微直流电能激活骨细胞的活动,通过改变牙周膜细胞内第二信使环核苷酸的浓度来加速代谢和生物化学作用。应用电流的矫治侧阴极和阳极附近牙槽骨的成骨细胞数量增多,且牙周韧带细胞中对环核苷酸强染色的细胞增多,阴极发生骨质沉积。这些结果可能是由于电流刺激作用增强了牙周组织细胞酶的活性从而加速了牙槽骨的转变。

    6.结语

    物理方法作为接受度最高的加速牙齿移动的治疗手段,成为近年来研究热点。一些已经运用于临床的技术与方法,虽然有些在动物实验上得到了证实并在临床取得了较为显著的效果,但在适应证、最优参数、不良反应等方面上还有待达成共识,仍需进行深入的基础和临床研究。也有一些学者把目光投向牙齿快速移动的新方法研究,在材料学日益发展的今天,期待更加有效、侵袭性更小、体验更佳的新方法的提出,来加速正畸牙移动,缩短疗程,使正畸领域有革命性的进展。

编辑: 陆美凤

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