正畸牙移動核心科學問題：目標位、效率、精準度

趙志河 金作林 白玉興 房兵 白丁 李巍然 賀紅 胡敏 劉月華陳莉莉 宋錦璘0 曹陽 李宇 舒睿

1.口腔疾病研究國家重點實驗室 國家口腔疾病臨床醫學研究中心四川大學華西口腔醫院正畸科，成都 610041；2.第四軍醫大學口腔醫學院正畸科，西安 710032；3.首都醫科大學口腔醫學院正畸科，北京 100050；4.上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院正畸科，上海 200011；5.口腔生物材料和數字診療裝備國家工程研究中心，北京大學口腔醫學院·口腔醫院正畸科，北京 100081；6.武漢大學口腔醫院正畸科，武漢 430079；7.吉林大學口腔醫院正畸科，長春 130021；8.復旦大學口腔醫學院·上海市口腔醫院正畸科，上海 200001；9.華中科技大學同濟醫學院口腔醫學院正畸科，武漢 430030；10.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，重慶醫科大學口腔醫學院，重慶醫科大學附屬口腔醫院正畸科，重慶 401147；11.中山大學附屬口腔醫院正畸科，廣州 510055；12.口腔疾病研究國家重點實驗室 國家口腔疾病臨床醫學研究中心四川大學華西口腔醫院兒童口腔科，成都610041

近代口腔正畸學的發展始于19 世紀末。19 世紀后半葉，美國牙醫Kingsley首次系統地對錯畸形和正畸進行了描述。1890 年，“現代正畸學之父”Edward H.Angle 經過對咬合的深入研究逐漸將口腔正畸學發展為口腔醫學的分支科學，于1899 年提出了沿用至今的Angle 錯畸形分類法，并于1928 年發明了方絲弓矯治器及矯治技術。20世紀中葉，Tweed 和Begg 醫生提出了減數拔牙的矯治理論，更注重面部美觀和矯治后的穩定性。1976 年，美國的Lawrence F Andrews 醫生發明了預成序列彎曲方絲弓矯治器，并提出了直絲弓矯治技術，現已成為最常用的正畸技術[1-2]。

時至今日，盡管正畸牙移動技術體系已基本成熟，但總體治療水平與患者預期之間仍存在差距。筆者通過文獻回顧與分析，總結出“正畸牙移動”包含了三個核心科學問題：目標位、效率、精準度，大量正畸研究也正是圍繞這三大問題展開。

1 正畸牙移動目標位

正畸牙移動目標位就是牙齒移動最終希望達到的三維空間位置，應符合牙列自身的形態標準、牙與頜骨形態的協調、牙與面部軟組織形態的協調等，從而實現平衡、穩定、美觀的矯治目標。圍繞正畸目標位的研究包括正常參數、頭影測量參數、美學參數等。

1.1 正常參數

正畸治療結束時，上下牙列應咬合在一個廣泛接觸的位置，同時保證牙周組織的健康。要達到這樣的咬合標準，上下牙弓應滿足Andrews正常六個關鍵[3]：上下牙列尖窩緊密接觸、合適的唇（頰）舌向傾斜度、合適的近遠中向傾斜度、無旋轉、無間隙、合適的Spee 曲線深度。正常的六個關鍵中，各牙位的三維數據既是矯正的目標，也是正畸直絲弓矯治器設計的基礎。我國正畸學發展初期，由于缺乏國人正常數據，使用的直絲弓矯治器均采用的是國外人種的數據。直到20世紀90 年代，國內學者們[4-5]先后測量了中國人正常的各項數據，為我國傳統直絲弓矯治器的開發奠定了基礎。

1.2 頭影測量參數

正畸的治療目標不僅包括牙齒咬合良好，還包括顱頜面各個功能組分間的相互協調。在頭顱定位X 線片上定點，通過線距、角度等的測量，分析牙、頜、顱、面軟硬組織的形態特征、相互關系和變異情況，是正畸醫生診斷與方案設計的核心要素之一。X線頭影測量技術發明之后，國外學者提出了多種不同的頭影測量分析法，國內專家[6]相繼研究了國內貌美人群的頭影測量數值，建立了適用于中國人的頭影測量標準參數，如“華西綜合分析法”等。隨著技術的進步，頭影測量的手段從硫酸紙手工定點描記、人工測量，發展到數字化影像定點測量。近年來，具備人工智能“自動定點”與“自動重疊”功能的頭影測量軟件相繼出現，進一步提高了測量效率與精度。

1.3 美學參數

改善美觀既是大部分正畸患者的治療主訴，也是正畸治療追求的重要目標。正畸治療的美學參數包括側貌與正貌、靜態與動態。傳統軟組織側貌分析法如Holdaway 分析法、McNamara 分析法等，均是對側貌輪廓的靜態分析。隨著學科發展，正畸醫師開始關注患者動態笑容時前牙顯露量、傾斜度等對美觀的影響。2000年，Andrews提出了口頜面協調六要素[7]。在要素Ⅱ中，他提出正畸治療目標是在笑容時上頜中切牙的臨床牙冠中心點（FA 點）落在目標前界線（goal anterior limit line，GALL）上。國內外學者進一步研究認為，上中切牙前后向位置、唇舌向傾斜度、笑弧、頰間隙、上唇曲度等是影響正畸治療顏面美學與治療方案制定、療效評估的重要參數。國內學者[8-9]通過研究正面笑容寬度與面部寬度的比例以及后牙唇（頰）舌向傾斜度等參數，總結了理想正面笑容的12 個特點，同時提出了正畸治療“飽滿笑容”的理念：1）牙齒應該充滿整個口腔，牙弓寬度應與微笑時口角寬度、面部寬度相協調；2）顯露的上頜尖牙、前磨牙、磨牙應有適當的唇（頰）舌向傾斜度，且直立于基骨內；3）應充分暴露上前牙牙冠及1～2 mm 牙齦，同時應有適當的前后向位置與唇舌向傾斜度?！帮枬M笑容”理念的提出為正畸微笑美學目標提供了依據[10]。

筆者認為，以“目標位”為導向的正畸治療已成共識，而對于正畸牙移動目標位的認知是不斷發展進步的，非一成不變的。尤其是與“美學”相關的參數，會隨大眾審美偏好、流行時尚的改變而調整?？梢哉f，對于正畸目標位的追求和研究永無止境。

2 正畸牙移動效率

正畸牙移動目標位決定了牙齒移動的終點，接下來的核心問題就是達到終點所需的時間，即正畸牙移動效率。正畸牙移動速度過慢、療程過長，則釉質白斑、牙根吸收等不良反應的發生率和嚴重程度隨之增加。針對提高正畸效率，即“高效正畸”的研究，集中于正畸牙移動的生物力學和力學生物學。

2.1 正畸牙移動生物力學

國內外學者通過對正畸力大小、方向、作用點等的研究，探索最適力學參數，利用其改進矯治器及相應矯治技術。三維有限元研究對明確牙齒的阻力中心、正畸牙周應力分布特征等發揮了重要作用。近年來，自鎖矯治器通過改變弓絲的固定方式，降低了矯治器與弓絲間的摩擦阻力，利于更準確地施加最適正畸力，從而提高牙移動效率。傳動直絲弓技術通過改良托槽設計，應用低摩擦輕力使牙齒迅速內收[11]。生理性支抗控制技術提出利用口內生理性力量并使用為維持上頜生理性曲線而設計的頰管托槽，盡量降低矯治器機械力內耗，實現對磨牙的支抗保護[12]。在直絲弓技術的各種牙移動形式中，“轉矩”移動是效率最低的?！半p尺寸技術”通過減小余隙角，減少“轉矩浪費”，有利于提高拔牙病例前牙的轉矩控制效率[13]。此外，“門形輔弓”技術通過增大轉矩力臂，大大增加了轉矩力矩并減緩了力的衰減，顯著提高了轉矩控制效率，尤其是“控根”移動的效率，縮短了相關病例的療程[14]。

2.2 正畸牙移動力學生物學

國內外學者通過對正畸牙移動力學生物學的研究，探索利用外科手術、物理刺激、藥物等輔助手段加速正畸牙移動的效果。目前系統評價的弱證據顯示[15]，外科手術加速牙移動有一定效果，可能是通過局部加速現象（regional acceleration phenomenon，RAP）降低局部牙槽骨密度，促進骨塑建（bone modeling）和骨重建（bone remodel‐ing）實現加速牙移動。從最初的截骨術發展到現在的骨皮質切開術，外科手術加速牙移動的方法取得了巨大進步，手術創口和術后不良反應越來越小。但外科手術畢竟是侵入性操作，且效果局限在術后短期。物理刺激方法包括電流、電磁場、激光及超聲等。系統評價的弱證據顯示[16]，低強度激光對加速牙移動有一定效果，其他物理刺激的效果則缺乏證據。物理刺激為非侵入性，更易被患者接受，但絕大多數物理刺激效果尚不確切。目前，更多研究聚焦于開發加速正畸牙移動的藥物。正畸牙移動是以牙槽骨塑建與重建為基礎的力學生物學過程，其限速環節是壓力側骨吸收。因此，通常認為藥物加速正畸牙移動的機制主要是促進壓力側牙槽骨吸收。牙周膜細胞在壓應力作用下可表達核因子κB 受體活化因子配體（re‐ceptor activator of nuclear factor?κB ligand，RANKL）誘導破骨前體細胞分化為破骨細胞，發揮骨吸收作用。前列腺素E-2（prostaglandin E2，PGE-2）、甲狀旁腺激素相關肽（parathyroid hormone re‐lated peptide，PTHrP）[17]、大腦和肌肉芳香烴受體核轉位因子樣蛋白1（brain and muscle arnt-like protein 1，BMAL1）[18]、腎上腺素受體β2 抗體（β2-adrenoceptor，β2-AR）[19]等可能也參與了正畸牙移動的破骨激活過程。研究表明，局部給予甲狀旁腺激素（parathyroid hormone，PTH）/PTHrP[20]、姜烯酚[21]及飲用咖啡[22]等方法可以加速正畸牙移動。然而，藥物加速正畸牙移動幾乎都處于基礎研究階段，個別藥物的臨床研究未獲得陽性結果。

筆者認為，“高效正畸”期望整體提高牙移動速率固然重要，但因骨塑建與重建有其自身生物學規律，可進一步“整體提速”的空間并不大。因此，“高效正畸”研究應更多地著眼于提高困難牙移動的效率，如前文所述的轉矩移動，以及經萎縮牙槽骨、上頜竇等特殊解剖結構的牙移動等。這些困難牙移動會讓受累病例療程極大延長，嚴重影響療效和患者生活質量，因而針對該類問題的技術突破具有重要的臨床意義。

3 正畸牙移動精準度

確立了目標位后，除牙移動效率外，另一個重要問題是如何讓牙齒準確移動到設計的目標位，即“精準正畸”?，F階段提升精準正畸水平的主要技術手段是“數字化”[23]，包括個性化矯治器設計制作、數字化輔助定位裝置等。

3.1 個性化矯治器設計制作

個性化矯治器設計制作的基礎是數字化排牙，即通過模擬移動數字化牙齒，設計正畸牙移動的終末位，較傳統石膏模型排牙更精準。此外，數字化牙?？膳c錐形束CT 數據及三維面相數據[24]融合，利于結合顱頜面軟硬組織形態更加全面、直觀地設計目標位。數字化排牙的終末位可用于設計制造個性化矯治器，包括個性化唇側矯治器、舌側矯治器以及透明矯治器等。相較基于平均值的商品化直絲弓矯治器，定制式個性化矯治器追求更精準的治療目標和更好的療效。隨著制作工藝改進、智能化程度提升、生產效率提高、生產成本降低，可以預計未來個性化矯治器的臨床應用將更加廣泛。

3.2 數字化輔助定位裝置

數字化輔助定位裝置主要包括數字化托槽定位裝置與數字化正頜手術骨塊定位裝置。矯治器定位的精準性與目標位實現的精準度密切相關。傳統方式通過正畸醫生目測定位矯治器，存在誤差大、技術敏感性高、效率低等缺點。基于數字化排牙，通過數字化定位導板實現的“間接粘接”技術[25]利于更精準的矯治器定位，不但保證了療效，也節省了反復調整托槽位置糾錯浪費的時間，從另一個角度提高了治療效率。此外，正頜外科手術也需要不斷提升精準度。傳統正頜手術依賴二維X 線片與石膏模型，存在面弓轉移誤差、模型手術誤差、中間板誤差等干擾因素，導致精確性差、穩定性低。從2000 年開始，學者們開始探索數字化三維手術設計與手術導板制作。隨著數字化技術的成熟與快速成形技術的發展，國內學者[26-27]相繼研發了各類數字化手術導板，通過固定引導板定位、截骨斷端預先定位、個性化鈦板定位等多種方式組合，消除了傳統模型手術的各種誤差，有效提升了正頜手術骨塊移動的精準度。

筆者認為，在近年來蓬勃發展的數字化浪潮助力下，“精準正畸”的水平已經得到極大提升。未來除了大力推廣現有的成熟技術外，關鍵突破口在于進一步提升各類數字化技術的智能化、智慧化程度，提高精準度與效率，彌補不同醫生間技術差距的影響，提升正畸療效的均質性和整體水平。

總之，筆者認為，目標位、效率、精準度是正畸牙移動的三大核心科學問題，彼此相對獨立但又密切關聯。圍繞這三大問題的研究是繼續提升正畸療效的著力點，也必將繼續推動口腔正畸學的進步與發展。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。