方絲弓矯治器在口腔錯頜畸形矯治中的應(yīng)用進(jìn)展

李潭，公柏娟

(吉林大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，長春 130012)

錯頜畸形是口腔科的常見病，近年患病率逐年升高，僅次于齲病、牙周病。對于青少年而言，錯頜畸形既影響外貌面型、五官端正、頜關(guān)節(jié)功能或咀嚼效率，又影響心理健康與社交[1]。近年隨著科技進(jìn)步經(jīng)濟繁榮，人們加強對美與優(yōu)質(zhì)生活的追求，錯頜畸形的矯治問題得到人們的重視，臨床上常以標(biāo)準(zhǔn)[2]為早期矯治的基本原則和方法。自1928年Angle引入方絲弓矯治器以來，起初使用黃金弓絲，優(yōu)點是光澤度高、柔軟，并具有較好的彈性，缺點是價格昂貴，質(zhì)地過軟。不銹鋼弓絲有成形性好、可以焊接、剛性大、不易變形、彈性恢復(fù)能力強、來源豐富、價格便宜等優(yōu)點，但也有彈性模量大、形變過程產(chǎn)生的矯治力大小不易控制等缺點。鎳鈦合金絲具有獨特的形狀記憶特性和超彈性，使牙齒能在生理范圍內(nèi)最快移動，但其成形性差，不易彎曲，溫度影響大，不宜焊接。β一鈦弓絲不僅和不銹鋼一樣，具有成形性好等特點，但其彈性模量還優(yōu)于不銹鋼弓絲，成本較高。而玻璃纖維絲等非金屬材料，雖然也已開始用作正畸弓絲材料，但要不夠成熟。新型超彈性微分力正畸弓絲，既滿足光澤度高，彈性好，成形性好，同時剛性也比較大、不易變形、彈性恢復(fù)能力較強，可以提供輕且持續(xù)的力量，以載荷—偏轉(zhuǎn)率和微分力形式最大限度地利用弓絲施，正畸療程短，且牙弓穩(wěn)定性良好，以便在整個牙列中有效地移動牙齒。現(xiàn)將方絲弓矯治器在口腔錯頜畸形矯治中的應(yīng)用進(jìn)展情況作一綜述。

1 新型超彈性微分力正畸弓絲的應(yīng)用

1.1 優(yōu)點與缺點 基本組成為超彈性合金，屬于新一代記憶合金，奧氏體、彈性稍高于鎳鈦合金，但脆性較鎳鈦合金低[3]。這類合金具有較低的形變溫度，稍低于或稍高于口腔溫度，該合金具有隨著應(yīng)力變化奧氏體和馬氏體可以相互轉(zhuǎn)化的特征[4]。在較大的加力狀態(tài)下，奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體、卸載曲線的一部分較為平緩，這一發(fā)現(xiàn)的臨床意義在于在釋放作用力的過程中牙齒受力較為恒定。隨著應(yīng)力的變小，馬氏體又逐漸恢復(fù)成奧氏體。因為奧氏體剛度高于馬氏體，所以合金絲的剛度在較小的加力狀態(tài)下比在較大加力狀態(tài)下大，這樣在較大的應(yīng)力狀態(tài)下具有矯治作用而在較小的應(yīng)力狀態(tài)穩(wěn)定牙齒。新型超彈性微分力正畸弓絲和鎳鈦合金的局限性在于不易彎制成形，而且可因永久性形變使彎制曲消失[5]。除非進(jìn)行熱處理，鎳鈦合金弓絲也一具有一定的脆性。因此通常用于需要較大撓曲而又不發(fā)生永久形變的相對較直的金屬絲制作中。新型超彈性微分力正畸弓絲的上述特征是其他材料的弓絲所不具備的，不銹鋼絲、普通鎳鈦弓絲和β-鈦絲對所有的加載外力都表現(xiàn)為恒定的卸載剛度，這種獨特的性能使其具有特殊的正畸臨床意義：①在治療初期，弓絲對畸形嚴(yán)重的牙齒產(chǎn)生的力較小，隨著牙齒逐漸排齊，弓絲產(chǎn)生的力反而逐漸加大。適用于整平牙弓、矯正深覆牙合。②簡單的重新結(jié)扎即可增加弓絲對牙齒的施力。這種超新型超彈性微分力正畸弓絲在治療早期牙齒嚴(yán)重不齊時，或者在治療單顆牙齒重新粘著托槽后再次排齊時的效果相當(dāng)好。③使用超彈微分力弓絲，患者從治療開始后第2天開始疼痛程度均持續(xù)降低。④在非拔牙患者初始排齊階段，新型超彈性微分力正畸弓絲的前牙排齊效率最高，可以縮短正畸療程。⑤在對拔牙患者初始排齊階段的前牙排齊效率相同的情況下，對需要增大尖牙間距離的患者尤為適用，特別是面型較窄效果顯著，適用于下頜骨仍有很大發(fā)育潛能的青少年[6]。⑥由于歷史較短，目前工藝并不簡化，成本較高，因此，患者經(jīng)濟負(fù)擔(dān)重。

力學(xué)角度理論上分析新型超彈性微分力正畸弓絲的優(yōu)點，在以下三方面優(yōu)勢突出：①骨重塑理論：正畸治療中，人們一直認(rèn)為需要持續(xù)的溫和力量才能達(dá)到最佳的牙齒移動[6]。當(dāng)作用力極低或間歇性時，牙周膜(PDL)中的應(yīng)力不足，無法觸發(fā)牙齒移動。牙齒移動實際上涉及三種不同的機械誘導(dǎo)的骨質(zhì)效應(yīng)：合成模型、分解模型和重塑。牙齒移動的限速步驟是在施加載荷的路徑中，在PDL界面處的骨吸收。Burstone定義荷載撓度率隨著正畸力的下降，牙齒移動過程中功能下降[7]。②正畸力閾理論：長期以來，理想的正畸力范圍產(chǎn)生最佳牙齒運動的觀點在實踐中很流行。牙齒移動率的增加比例較小[8]，使用輕力和重力測量空間閉合時，初始牙齒移動率較高，使用更重的力會導(dǎo)致不良的移動，如失去錨固和控制[9]。研究[10]指出,增加正畸力并沒有顯示能增加牙齒移動的生物反應(yīng)，因此，不應(yīng)使用高力來避免其有害的副作用。③施加低強度的連續(xù)力理論：最近用有限元法進(jìn)行的建模工作表明，PDL中的力和應(yīng)力的分解是相當(dāng)復(fù)雜的，也是很難預(yù)測的[11]。此外，即使在最簡單的弓絲和三支架系統(tǒng)中，對牙齒施加的力的大小和方向也很難預(yù)測[12]。對金屬絲卸載行為的模擬結(jié)果表明，超彈性微分力弓絲在失活過程中，由于金屬絲與托架之間的結(jié)合摩擦減小。對于輕負(fù)荷和重負(fù)荷的含義以及衡量治療進(jìn)展的適當(dāng)時間框架缺乏共識。低強度的連續(xù)力促進(jìn)了牙齒的有效移動，同時降低了不良移動的風(fēng)險和副作用，如牙根吸收。

1.2 臨床應(yīng)用 新型超彈性微分力正畸弓絲性能優(yōu)良[13]，幾乎可以用于臨床上各類錯頜畸形，并且治療效果良好，深受患者及醫(yī)生喜愛。功能性錯頜：功能性二類錯頜 治療下頜后退，磨牙二類關(guān)系 前牙深覆合或深覆蓋均適用，且效果良好。，功能性三類錯頜時可以 改善下頜功能性前突可以消除咬合干擾。當(dāng)治療下頜骨本身異常增長的患者時，如果發(fā)現(xiàn)下頜發(fā)育不足，就采取刺激下頜骨生長的方法；反之亦然，如果發(fā)現(xiàn)上頜發(fā)育過度，例如上頜前突，則通過抑制上頜向前發(fā)育達(dá)到頜骨形態(tài)位置協(xié)調(diào)。若上頜發(fā)育不足，則改善前后方向的不調(diào)，注意改善寬度方面橫向問題，新型超彈性微分力正畸弓絲特別適用于此類骨源性錯頜畸形，向前牽引上頜牙弓，達(dá)到擴弓的目的。當(dāng)遇到牙源性錯頜情況，既可以消除上頜中切牙間縫隙，又可以對早期擁擠牙列行擴弓治療。若前牙反頜 固定矯治器，功能性矯治器與此同時，當(dāng)早期開頜亦或是乳牙早失致間隙不足時，也可以得到良好矯治。

此外安氏錯頜三類的各個類型，臨床效果良好，得益于超彈性微分力在釋放作用力的過程中牙齒受力較為恒定。若為安氏一類錯頜，后牙頰舌向錯位或是牙列稀疏，則主要在牙弓前段施加正畸力量。若為安氏二類錯頜，遠(yuǎn)中錯頜，下牙與下牙弓處于遠(yuǎn)中位置，磨牙為遠(yuǎn)中關(guān)系，不論是骨性二類，還是牙性二類，都可以得到很好的療效。若為安氏三類錯頜，遠(yuǎn)中錯頜，下牙與下牙弓處于近中位置，磨牙為近中關(guān)系，則主要力量用于矯治學(xué)號牙弓向前。

2 金合金弓絲的應(yīng)用

2.1 優(yōu)缺點 金合金弓絲含10%金、15%的銅和銀，其最大的優(yōu)點是光澤度高、柔軟并具有較好的彈性[14]，熱處理可以提高弓絲的彈性極限。美國學(xué)者Angle于1925年發(fā)明方絲弓矯正技術(shù)，當(dāng)時使用的主要是由黃金制成的多帶環(huán)矯正器。早用于口腔正畸的金屬弓絲材料[15]。但由于黃金價格昂貴，加上其質(zhì)地軟，因此這種材料的使用范圍極其有限。30年代以前廣泛用于正畸，后被不銹鋼絲取代。

2.2 臨床應(yīng)用 可以用于治療功能性三類錯頜，解決下頜功能性前突的問題，消除咬合干擾；上頜發(fā)育過度上頜前突抑制上頜向前發(fā)育使形態(tài)位置協(xié)調(diào)；可以在青少年牙列發(fā)生早期擁擠時，給予擴弓治療，減輕或消除咬合干擾為牙齒提供生長空間；亦可以用于乳牙早失所導(dǎo)致的間隙不足

3 不銹鋼弓絲的應(yīng)用

3.1 優(yōu)缺點 早在1929年就出現(xiàn)了不銹鋼絲，由于這種材料具有硬度和彈性模量高[16]、抗腐蝕性能好脫穎而出，而且價格易于接受。新一代不銹鋼絲材料的彈性模量大，在矯治過程中較小的形變會產(chǎn)生較大的力，而形變恢復(fù)后其彈力又很快消失[17]。由于矯治力變化幅度大，不易控制，因此需要經(jīng)常加力和調(diào)換弓絲，而多年臨床實驗表明過大的矯治力有可能造成牙周組織的損傷和牙根吸收[18]。這種弓絲的最大缺點之一是脆性大，彎制時容易折斷。不銹鋼絲較小的變形會產(chǎn)生較大的正畸力，而且正畸力的大小會隨變形的恢復(fù)而迅速改變，因此矯治力不易控制，也不易獲得臨床上所需的推動力，而且正畸治療療程長，復(fù)診間隔短，病人不適感強[19]。

3.2 臨床應(yīng)用 因其硬度和彈性模量高，故廣泛應(yīng)用于功能性錯頜的治療。可以治療前牙深覆合或深覆蓋。以及下頜功能性前突的咬合干擾。下頜骨本身異常增長，特別適用，骨源性錯頜需要比較大的正畸矯治力量，恰好不銹鋼弓絲在矯治過程中較小的形變會產(chǎn)生較大的力。得益于其相對較高的硬度和彈性模量。若下頜發(fā)育不足，則刺激下頜生長，可以提供接觸點，提供生長的動力，促進(jìn)下頜骨發(fā)育，以防面型發(fā)育不良影響美觀，也可以同理治療上頜發(fā)育過度，上頜前突，抑制上頜向前發(fā)育使形態(tài)位置協(xié)調(diào)，有助于表情，言語等功能。上頜發(fā)育不足就改善前后方向的不擴弓調(diào)，提供強大正畸牽引力量擴弓，促進(jìn)顏面部發(fā)育。下頜發(fā)育過度時通過頭帽-頦兜，可以抑制下頜發(fā)育，可在支架承擔(dān)金屬部分的材料，為矯治器提供力量支點。前牙反頜既可以做固定矯治器，又可以做功能性矯治器進(jìn)行矯治。安氏一類錯頜，例如前牙深覆合，前牙反頜，牙列牙齒排列稀疏，雙牙弓前突，主要在牙弓前段行使正畸功能。

4 β-鈦弓絲的應(yīng)用

4.1 優(yōu)缺點 β-鈦合金絲的主要特點有：①熱處理后強度高，仍能保持優(yōu)越的加工性能[20]；②耐蝕性優(yōu)良，其耐腐蝕疲勞性能也優(yōu)良；③高彈性回復(fù)力，弓絲在大幅度彎曲后無永久變形[21]；④硬度較低，弓絲硬度低于不銹鋼絲，便于成形，可與托槽相匹配，產(chǎn)生較小的矯治力，可用于治療初期的排齊牙齒弓絲，又可用于治療結(jié)束時的完成弓絲。用于正畸矯治時，用于治療中期關(guān)閉間隙和后期的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)[22]。

4.2 臨床應(yīng)用 β-鈦合金絲應(yīng)用廣泛，臨床上常常用于解決功能性錯頜問題。功能性二類錯頜當(dāng)發(fā)生下頜后退磨牙二類關(guān)系時前牙深覆合或深覆蓋。功能性三類錯頜消除咬合干擾。骨源性錯頜既可以刺激下頜生長，也可以抑制上頜向前發(fā)育使形態(tài)位置協(xié)調(diào)。牙源性錯頜，當(dāng)上頜中切牙間有縫隙時，β-鈦合金絲特別適用于關(guān)閉牙齒之間異常間隙，并且得益于其高彈性回復(fù)力，弓絲在大幅度彎曲后無永久變形等等優(yōu)點。在早期擁擠進(jìn)行擴弓，在常規(guī)擴弓的基礎(chǔ)上還可以促進(jìn)轉(zhuǎn)矩恢復(fù)，一舉兩得：既解決了牙列擁擠的問題，又矯治了個別牙旋轉(zhuǎn)，單個牙不正的問題。安氏一類錯頜例如牙列中牙齒排列稀疏，牙列受力主要在牙弓前段。

5 熱彈性鎳鈦合金弓絲的應(yīng)用

5.1 優(yōu)缺點 熱彈性鎳鈦合金絲屬于馬氏體合金，除了具有顯著的彈性外，還很好地利用了形狀記憶效應(yīng)，具有記憶效應(yīng)、易就位、在矯治牙列擁擠的畸形時，弓絲能較方便地彎制各種曲及小圈而不易折斷[23]，能就位于嚴(yán)重錯位畸形的牙齒上的托槽槽溝中。輕中度擁擠需后牙前移時，矯治力弱且柔和，托槽不易脫落，患者戴矯治器后感到舒適。但RTF牙弓絲彎曲力矩和扭轉(zhuǎn)力矩略低。

5.2 臨床應(yīng)用 功能性二類錯頜：下頜后退磨牙二類關(guān)系前牙深覆合或深覆蓋，以及功能性三類錯頜下頜功能性前突咬合干擾都可以解決，療效良好。牙源性錯頜發(fā)生早期擁擠時，特別適用于此類錯頜畸形，具有記憶效應(yīng)、易就位、在矯治牙列擁擠的畸形時，弓絲能較方便地彎制各種曲及小圈而不易折斷，能就位于嚴(yán)重錯位畸形的牙齒上的托槽槽溝中，擴弓可達(dá)到最佳效果。前牙反頜少用。無論是早期開頜，還是當(dāng)乳牙早失致間隙不足時，選擇該類弓絲可以提供弱且柔和的矯治力，托槽不易脫落，患者戴矯治器后感到舒適。

綜上所述，超彈性微分力正畸弓絲是各種錯頜畸形均可作為首選，金合金弓絲、不銹鋼弓絲、常規(guī)鎳鈦弓絲、β-鈦弓絲、玻璃纖維等優(yōu)缺點鮮明。理想的矯正弓絲應(yīng)該具有成形性、限性、彈性和回復(fù)力好的特點，并且外形美觀，摩擦系數(shù)低，希望可以獲得直徑穩(wěn)定性好，污染和異味少，具有較好的彈性外，并且有較好的可成形性。在未來的日子里，我們深信通過正畸臨床醫(yī)師與材料科技工作者的努力，將多種力學(xué)材料學(xué)應(yīng)用組合，一定會創(chuàng)造出更加性能優(yōu)良，臨床效果極佳，成本低原料易得的的正畸弓絲。