骨皮質切開術對比格犬前磨牙壓入移動影響的三維形態學研究

喻鳳　鄧鋒　張翼　朱亞玲　張向鳳　張赫　王華橋.重慶醫科大學附屬口腔醫院正畸科 口腔疾病與生物醫學重慶市重點實驗室重慶市高校市級口腔生物醫學工程重點實驗室，重慶 4047；.云南省第二人民醫院正畸科，昆明 6500

?

骨皮質切開術對比格犬前磨牙壓入移動影響的三維形態學研究

喻鳳1鄧鋒1張翼1朱亞玲2張向鳳1張赫1王華橋1
1.重慶醫科大學附屬口腔醫院正畸科 口腔疾病與生物醫學重慶市重點實驗室重慶市高校市級口腔生物醫學工程重點實驗室，重慶 401147；2.云南省第二人民醫院正畸科，昆明 650021

[摘要]目的評估骨皮質切開術輔助前磨牙壓低的加速效應和牙根、牙槽骨改建情況。方法8只比格犬的下頜骨兩側隨機分為實驗側、對照側，實驗側用骨皮質切開術和微種植體支抗（MIA）壓低第三前磨牙（P3）和第四前磨牙（P4），對照側用MIA壓低P3和P4。在術前和加力后2、4、8、12周分別拍攝錐形束CT，分析P3、P4的壓低量、根分叉和根尖區的牙根吸收量以及周圍牙槽骨高度降低量。結果實驗側牙齒的壓低量明顯大于對照側（P<0.05）；實驗側和對照側牙齒根分叉、根尖區的牙根均出現吸收，加力后12周實驗側根尖區牙根吸收小于對照側（P<0.05）；牙槽骨高度隨著加力時間的延長而降低，加力后8、12周時，對照側牙槽骨高度降低量明顯小于實驗側（P<0.05）。結論骨皮質切開術能加速磨牙的壓低，同時能減少壓低過程中的牙根吸收。

[關鍵詞]微種植體支抗； 骨皮質切開術； 壓入移動； 牙根吸收

Support by: Yubei District of Chongqing, Science and Technology Commission Fund [Yubei Finance and Education (2011) No.31];Chongqing Municipal Health Bureau Fund (2012-2-131, 2013-2-069).Correspondence: Wang Huaqiao, E-mail: muscle_tina@163.com.

磨牙的壓入移動是正畸治療中常見的牙移動方式，同時也是最難實現的牙移動方式之一[1]。微種植體支抗（mini-screw implant anchorage，MIA）以操作簡單、舒適度高、力量可控等優勢為正畸醫生提供了新方法，越來越多的正畸醫生傾向于選擇采用MIA壓低磨牙[2-3]。與其他移動方式相比，壓低磨牙更易導致磨牙出現根分叉及根尖區的牙根吸收；同時由于壓低磨牙耗時較長，出現齲齒、牙周病的風險更高[4-5]。由此可見，縮短磨牙壓入的時間可以降低上述風險，具有重要的臨床意義。

有學者[6]通過系統性評價分析低強度激光療法、脈沖電磁場、電流、骨皮質切開術等輔助正畸牙移動方法的效果，指出骨皮質切開術輔助正畸治療較之其他方法更安全并且能明顯加速正畸牙移動。目前，骨皮質切開術輔助正畸牙移動的研究主要集中于臨床病例的效果評價，基礎研究證據尚不充足，特別是在牙垂直向移動方面，相關研究較為匱乏。本研究對MIA聯合骨皮質切開術輔助磨牙壓低進行動物實驗研究，采用錐形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）結合三維圖像測量軟件探討骨皮質切開術對比格犬前磨牙壓低的速度和牙根及牙槽骨改建的影響，以期為臨床正畸醫師提供參考。

1　材料和方法

1.1實驗動物與分組

因犬的下頜第三前磨牙（P3）、第四前磨牙（P4）為雙根，與人類的磨牙解剖結構相似，故本實驗選擇8只成年雄性比格犬（犬齡12～14個月，體質量12～15 kg）隨機分為4組，分別為2、4、8、12周組；下頜左右側隨機分為實驗側、對照側。實驗側用骨皮質切開術和MIA壓低P3、P4，對照側用MIA壓低P3、P4。實驗環境和技術均由口腔疾病與生物醫學重慶市重點實驗室支持，并獲得重慶醫科大學倫理道德委員會支持。

1.2主要試劑和材料

KaVo 3D eXam（KaVo Sybron公司，德國；120 kV，5 mA），鈦合金自攻型正畸用微種植體（寧波慈北醫療器械有限公司），NiTi 拉簧（有研億金材料股份有限公司），外科微動力系統（Aesculap AG公司，德國）。

1.3實驗方法

1.3.1MIA聯合骨皮質切開術輔助磨牙壓入的動物模型建立戊巴比妥鈉肌肉注射麻醉實驗動物后，硅橡膠印模材料取實驗犬下頜雙側包含P3、P4的印模，灌制超硬石膏模型，制作加力金屬連冠。同時，P3與P4間根尖下方的頰舌側各植入1顆加力釘。

MIA植入1周后，實驗側行骨皮質切開術：翻開實驗區黏骨膜瓣，采用外科微動力系統做切口，切口包括P3近中、P4遠中的垂直切口及其根尖下方的水平切口，水平切口位于P3、P4根尖下方約2.5～3 mm處（圖1上）；然后用玻璃離子水門汀粘接加力裝置，用拉簧加力壓低P3、P4。用測力計測量頰舌側加力值，要求每側加力0.98 N（圖1下），每2周重新加力。

圖1　骨皮質切開術的切口和加力過程Fig 1　The cuts of corticotomy and the process of tooth intrusion

1.3.2CBCT的拍攝及相關測量術前和加力后2、4、8、12周分別拍攝CBCT，每次拍攝由同一放射醫生在相同掃描參數下操作。數據以DICOM格式輸出并保存，導入INVIVO 5.0軟件中測量分析，分別選取P3和P4所對應的與牙長軸平行的截面作為測量平面。測量參考平面見圖2：下頜骨下緣MB；牙冠近遠中連線CD-CM，即牙冠近、遠中釉牙骨質界的連線。

本研究所用的測量指標如圖2所示。1）CT-MB：牙尖與下頜骨下緣的距離，即牙尖點與根分叉點延長線與MB相交的距離，其前后差值為牙齒壓低量；2）MRL：近中牙根長度，即近中根尖點沿近中牙根長軸的方向并延長至CD-CM的距離，其前后差值為近中牙根吸收量；3）DRL：遠中牙根長度，前后差值為遠中牙根吸收量，以近中和遠中牙根吸收量的平均值作為該牙根尖區的牙根吸收量；4）CT-RF：牙尖與根分叉間的距離，前后差值為根分叉區牙根吸收量；5）MAH：近中牙槽骨高度，即牙齒近中牙槽嵴與MB的距離，該距離的連線平行于牙長軸，前后差值為近中牙槽骨高度降低量；6）DAH：遠中牙槽骨高度，前后差值為遠中牙槽骨高度降低量，以近中和遠中牙槽骨高度降低量的平均值作為該牙的牙槽骨高度降低量。

圖2　測量參考平面及測量指標Fig 2　Reference planes and measurement index

每次測量均由同一人測量，每個指標測量3次，所得平均值作為該測量指標的值，同側每個指標P3 和P4的平均值作為該側、該指標的實際值。

1.4統計學分析

采用SPSS 20.0統計學軟件進行統計分析，實驗側與對照側的各項測量指標的差異采用配對t檢驗，計量資料用均數±標準差表示。各項指標隨不同時間點的變化采用析因設計的方差分析。檢驗水準為雙側α=0.05 。

2　結果

2.1牙齒壓低量

實驗側和對照側的牙齒壓低量見表1，兩側牙齒均被明顯壓低。第2周時，兩組間的牙壓低量沒有統計學差異（P>0.05）；4、8、12周時實驗側壓低距離明顯大于對照側（P<0.05），約為對照側的2倍。P3、P4壓低前及壓低12周后的CBCT矢狀向截圖對比見圖3。

表1　牙齒壓低量的對比分析Tab 1　Analysis of the distance of tooth intrusion　mm

圖3　實驗側和對照側術前及加力12周后的CBCT影像對比Fig 3　The contrast of CBCT image between the experimental side and control side at pre-operation and after 12 weeks of force application

2.2根分叉和根尖區的牙根吸收量

根分叉區的牙根吸收量見圖4。

圖4　實驗側和對照側根分叉區的牙根吸收量的對比分析Fig 4　The comparison of root resorption of furcation between expe-rimental and control sides

實驗側和對照側均出現根分叉區的牙根吸收，但是兩側差異無統計學意義（P>0.05），且根分叉區的牙根吸收量與加力時間也無明顯關系（P>0.05）。

實驗側和對照側根尖區的牙根吸收情況見圖5：兩側均出現根尖區的牙根吸收，且牙根吸收量隨著加力時間的延長而增加，差異有統計學意義（P<0.05）。實驗側和對照側牙根吸收量均在加力后12周達到最大，對照側牙根吸收量為（0.47±0.06） mm，實驗側為（0.34±0.09） mm，兩側吸收量的差異有統計學意義（P<0.05）。

2.3牙槽骨高度降低量

實驗側和對照側牙槽骨高度降低量見圖6：兩側均出現牙槽骨高度降低，且降低量隨著加力時間的延長而增加，差異有統計學意義（P<0.05）。在加力后8周和12周時，實驗側和對照側的牙槽骨降低量的差異有統計學意義（P<0.05），對照側牙槽骨降低量小于實驗側；加力后2、4周，實驗側和對照側牙槽骨降低量的差異無統計學意義（P>0.05）。

圖5　實驗側和對照側根尖區的牙根吸收量的對比分析Fig 5　The comparison of root resorption of apex between experi-mental and control sides

圖6　實驗側和對照側牙槽骨高度隨時間的變化Fig 6　The changes of alveolar bone height in experimental and con-trol side along with time

3　討論

1983年，Frost[7]把“局部加速現象（regional acceleratory phenomenon，RAP）”引入臨床。RAP指的是外傷及手術創傷后骨組織內的間充質細胞、毛細血管等將啟動相應的細胞調節機制，激活破骨細胞和成骨細胞，從而加速骨改建。Frost發現骨皮質切開術的切口影響局部組織愈合，可以加速牙槽骨的改建，從而加速正畸牙的移動。Baloul等[8]發現，局部骨量的減少和骨礦量的降低是牙齒快速移動的關鍵。在牙移動早期同時出現的活躍骨吸收和骨形成，是骨皮質切開術加速正畸牙移動的基礎。本研究結果顯示，骨皮質切開側和對照側的P3、P4均被有效地壓低，加力后4、8、12周實驗側壓低量大于對照側。提示骨皮質切開術能夠加速比格犬的壓入移動，與其他研究的結果相符[9-11]。

磨牙的壓低更易引起根分叉和根尖區牙根吸收，減小牙根的長度。牙根的吸收與加力大小有關。有學者[12]在比格犬實驗中發現，使用0.49～1.96 N的持續輕力導致牙根吸收的程度基本相同，因此本研究選取的壓低力量為每顆牙各0.98 N，屬于輕力。實驗側和對照側中，根分叉區的牙根吸收量沒有統計學差異；但是根尖區的牙根吸收量隨著時間的延長而增加，第12周時對照側牙根吸收量最大為（0.47± 0.06） mm，這與Carrillo等[13]的研究一致，而大于Daimaruya等[5]的研究結果。Daimaruya等[5]的加力方式僅在頰側，在壓入移動過程中可能出現傾斜移動，因該研究也是測量前后牙根長度得出牙根吸收量，因此得出的牙根吸收量可能會小于實際牙根吸收量。

本研究在12周時，對照側牙根吸收量明顯大于實驗側。骨皮質切開術減少牙根吸收的原因，可能是因為骨皮質切開術后，牙根表面的應力分布產生變化，較非切開側牙根應力分布更均勻[14]；或者可能是骨皮質切開術后，機體的防御修復反應增強，引起更活躍的牙根、牙周組織改建所致[15]。該現象尚需進一步的組織學及生物力學研究證實。

實驗側牙齒周圍牙槽骨的高度降低少于牙的壓低量，而對照側牙槽骨的降低量與牙齒的壓入量幾乎一致。造成該現象的原因可能是因為骨皮質切開術在加速牙齒移動的同時維持了牙齒周圍的骨量[16]，這提示正畸醫生可以應用骨皮質切開術保護骨量；也有可能是由于牙移動速度太快，牙周圍的牙槽嵴吸收沒有跟上牙移動，因此需要在后續研究中，拆除加力裝置穩定一段時間后再拍攝CBCT進一步觀察。本實驗沒有測量牙齦的移動量，生物學寬度是否適用于正畸治療中尚沒法驗證。Erkan等[17]報道，牙壓入移動過程中，牙齦向著牙移動的方向移動，齦緣降低為牙壓低量的79%。本實驗中對照側的牙槽骨降低量與牙壓低量相似，比Erkan等[17]的研究中的齦緣降低量大，有可能是因為壓低過程中牙齦有堆積所致。

本研究結果發現，骨皮質切開術可以加快磨牙的壓低速度，縮短正畸治療時間，骨皮質切開術輔助磨牙壓低可能在一定程度上減少了牙根吸收，對維持牙齒周圍骨量有一定的積極作用。本研究是采用CBCT進行測量，雖然其精度較高[18]，但CBCT觀察牙根、牙槽骨的改建較局限，仍需進一步通過組織學研究進行驗證。

[參考文獻]

[1]Park YC, Lee SY, Kim DH, et al.Intrusion of posterior teeth using mini-screw implants[J].Am J Orthod Dentofacial Or-thop, 2003, 123(6):690-694.

[2]Sherwood KH, Burch J, Thompson W.Intrusion of supererupted molars with titanium miniplate anchorage[J].Angle Orthod, 2003, 73(5):597-601.

[3]Kravitz ND, Kusnoto B, Tsay PT, et al.Intrusion of overerupted upper first molar using two orthodontic miniscrews.A case report[J].Angle Orthod, 2007, 77(5):915-922.

[4]Ohmae M, Saito S, Morohashi T, et al.A clinical and histological evaluation of titanium mini-implants as anchors for orthodontic intrusion in the Beagle dog[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2001, 119(5):489-497.

[5]Daimaruya T, Takahashi I, Nagasaka H, et al.Effects of maxillary molar intrusion on the nasal floor and tooth root using the skeletal anchorage system in dogs[J].Angle Orthod, 2003, 73(2):158-166.

[6]Long H, Pyakurel U, Wang Y, et al.Interventions for accelerating orthodontic tooth movement: a systematic review[J].Angle Orthod, 2013, 83(1):164-171.

[7]Frost HM.The regional acceleratory phenomenon: a review [J].Henry Ford Hosp Med J, 1983, 31(1):3-9.

[8]Baloul SS, Gerstenfeld LC, Morgan EF, et al.Mechanism of action and morphologic changes in the alveolar bone in response to selective alveolar decortication-facilitated tooth movement[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2011, 139 (4 Suppl):S83-S101.

[9]Han XL, Meng Y, Kang N, et al.Expression of osteocalcin during surgically assisted rapid orthodontic tooth movement in Beagle dogs[J].J Oral Maxillofac Surg, 2008, 66(12): 2467-2475.

[10]Iino S, Sakoda S, Ito G, et al.Acceleration of orthodontic tooth movement by alveolar corticotomy in the dog[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2007, 131(4):448.e1-448.e8.

[11]Grenga V, Bovi M.Corticotomy-enhanced intrusion of anovererupted molar using skeletal anchorage and ultrasonic surgery[J].J Clin Orthod, 2013, 47(1):50-55.

[12]Ramirez-Echave JI, Buschang PH, Carrillo R, et al.Histologic evaluation of root response to intrusion in mandibular teeth in Beagle dogs[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2011, 139(1):60-69.

[13]Carrillo R, Buschang PH, Opperman LA, et al.Segmental intrusion with mini-screw implant anchorage: a radiographic evaluation[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2007, 132 (5):576.e1-576.e6.

[14]王垚, 張赫, 張翼, 等.骨皮質切開輔助上頜磨牙組牙壓入三維有限元生物力學模型的建立[J].重慶醫學, 2012, 41(26):2698-2700, 2793.Wang Y, Zhang H, Zhang Y, et al.3-DFE based biomechanical model for corticotomy-assisted intrusion of maxillary molar[J].Chongqing Med, 2012, 41(26):2698-2700, 2793.

[15]Mostafa YA, Mohamed Salah Fayed M, Mehanni S, et al.Comparison of corticotomy-facilitated vs standard toothmovement techniques in dogs with miniscrews as anchor units[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2009, 136(4): 570-577.

[16]Bhattacharya P, Bhattacharya H, Anjum A, et al.Assessment of corticotomy facilitated tooth movement and changes in alveolar bone thickness—a CT scan study[J].J Clin Diagn Res, 2014, 8(10):ZC26-ZC30.

[17]Erkan M, Pikdoken L, Usumez S.Gingival response to mandibular incisor intrusion[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2007, 132(2):143.e9-143.e13.

[18]Molen AD.Considerations in the use of cone-beam computed tomography for buccal bone measurements[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2010, 137(4 Suppl):S130-S135.

（本文編輯吳愛華）

Three-dimensional morphological analysis of corticotomy-assisted intrusion of premolars in Beagle dogs

Yu Feng1,

Deng Feng1, Zhang Yi1, Zhu Yaling2, Zhang Xiangfeng1, Zhang He1, Wang Huaqiao1.(1.Dept.of Orthodontics, The Affiliated Hospital of Stomatology, Chongqing Medical University, Chongqing Key Laboratory of Oral Diseases and Biomedical Sciences, Chongqing Municipal Key Laboratory of Oral Biomedical Engineering of Higher Education, Chongqing 401147, China;2.Dept.of Orthodontics, The Second People’s Hospital of Yunnan Province, Kunming 650021, China)

[Key words]mini-screw implant anchorage;corticotomy;intrusion movement;root resorption

[Abstract]Objective This study aims to identify the effects of corticotomy-assisted orthodontic premolar intrusion and evaluate the changes of root resorption and the alveolar bone.MethodsBoth sides of the mandible of eight male Beagle dogs were randomly assigned into experimental and control groups.The third (P3) and fourth (P4) premolars were intruded with both mini-screw implant anchorage (MIA) and corticotomy on the experimental side.By contrast, P3 and P4 were intruded with MIA alone on the control side.During pre-operation and after 2, 4, 8, and 12 weeks of orthodontic force applications, cone beam computed tomography was performed on every dog.The distance of tooth intrusion and root resorption of furcation, as well as the apex and height changes of the alveolar bone were measured and analyzed.ResultsThe intrusion distance of premolars on the experimental side was greater than that on the control side (P<0.05).The root of furcation and apex on both sides occurred in root resorption, and the root resorption of the apex on the experimental side was lighter than that on the control side after 12 weeks of force application (P<0.05).The alveolar bone height decreased, and the height reduction distance on the experimental side was greater than that on the control side after 8 and 12 weeks of force application (P<0.05).Conclusion Corticotomy accelerates orthodontic molar intrusion and reduces root resorption.

[中圖分類號]R 783.5

[文獻標志碼]A [doi]10.7518/hxkq.2016.03.010

[收稿日期]2015-12-25； [修回日期]2016-03-20

[基金項目]重慶渝北區科委基金[渝北財教（2011）31號]；重慶市衛生局基金（2012-2-131，2013-2-069）

[作者簡介]喻鳳，碩士，E-mail：542876926@qq.com

[通信作者]王華橋，主治醫師，博士，E-mail：muscle_tina@163.com