馬艷寧 綜述 金作林 審校

無(wú)托槽隱形矯治器是數(shù)字化時(shí)代的產(chǎn)物，隨著人們對(duì)美觀需求的逐年增多，無(wú)托槽隱形矯治器越來(lái)越被廣泛應(yīng)用，不僅可以治療簡(jiǎn)單的錯(cuò)頰畸形，也可以治療復(fù)雜的錯(cuò)頰畸形。但是無(wú)托槽隱形矯治器并不是簡(jiǎn)單的從固定矯治器換成透明矯治器，而是基于正畸基本理論下發(fā)展起來(lái)的創(chuàng)新理論，具有不同于固定矯治的鮮明特點(diǎn)，本文就無(wú)托槽隱形矯治發(fā)展中的材料性能、施力特點(diǎn)以及適應(yīng)癥的擴(kuò)展做一綜述。

1 無(wú)托槽隱形矯治器材料性能的研究進(jìn)展

對(duì)于固定矯治器，正畸醫(yī)生更多考慮的是托槽預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)以及各種型號(hào)鋼絲的運(yùn)用，而對(duì)于無(wú)托槽隱形矯治器來(lái)說(shuō)，矯治器本身就是一個(gè)完整的施力單元，明確其材料性能對(duì)于方案的設(shè)計(jì)有著重要的作用。無(wú)托槽隱形矯治器采用熱塑性材料[1]，其材料性能不同于固定矯治，產(chǎn)生的正畸力與材料的初始機(jī)械性能密切相關(guān)。但是目前隱形矯治器應(yīng)用最廣泛的熱壓膜材料存在著不同程度的性能不穩(wěn)定，很容易受溫度、濕度和唾液的影響[2]。

熱壓膜材料不能提供一個(gè)持續(xù)的輕力，在戴入過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的瞬時(shí)應(yīng)力，戴用2周后矯治力衰減到原來(lái)的50%左右，矯治效率隨之降低[3]，這與隱形矯治的施力特征密切相關(guān)，在矯治器初戴的24～48 h內(nèi)，牙齒所受的瞬時(shí)應(yīng)力較大，對(duì)牙齒的牙周組織十分不利，但是48 h后，應(yīng)力迅速衰減至一個(gè)較低的水平直至更換下一副矯治器。有研究認(rèn)為這種迅速衰減的材料特征從另一方面來(lái)說(shuō)對(duì)牙周組織的健康有保護(hù)作用，牙周組織不會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期大的矯治力完全阻塞血管[4]，切斷牙周膜某一區(qū)域的血流供應(yīng)，使受壓區(qū)域發(fā)生無(wú)菌壞死，終止局部的成骨和破骨細(xì)胞的分化。

研究表明材料的硬度也影響著矯治器的力學(xué)特征，Bollen等[5]研究發(fā)現(xiàn)隨著矯治器硬度的增大，牙齒產(chǎn)生的位移增加，也就是矯治效能增加，但硬度過(guò)大的矯治器在戴入時(shí)局部應(yīng)力過(guò)大，有可能造成矯治器的斷裂，也會(huì)導(dǎo)致局部牙周組織應(yīng)力過(guò)大，增加牙齒移動(dòng)的牙槽骨潛掘性吸收的風(fēng)險(xiǎn)，故不能通過(guò)改變硬度來(lái)提高位移量。硬度較小的矯治器[6-7]，無(wú)法提供充足的支抗力，隱形矯治器是一連續(xù)整體，在施力過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)牽一發(fā)而動(dòng)全身的力學(xué)表現(xiàn)，因此硬度較小的矯治器，會(huì)出現(xiàn)不期望的鄰近牙齒的位移。隨著隱形矯治器的回彈和應(yīng)力松弛，鄰近支抗牙的牙齒移動(dòng)在一定程度上得以恢復(fù)，但這種往返移動(dòng)對(duì)牙周組織是很不利的。因此使用隱形矯治器時(shí)，除了要保持良好的后牙支抗外，也不能忽略矯治器的交互支抗作用，在矯治設(shè)計(jì)時(shí)，可通過(guò)在鄰近牙上增添附件、選擇合適硬度的材料等方法來(lái)保護(hù)鄰牙支抗。

常用的矯治器材料中，有單層和雙層膜片矯治器之分，Lombardo等[8]通過(guò)對(duì)單層的TPU和PET-G材料、雙層的PET-G/TPU 、TPU/PC進(jìn)行為期24 h的應(yīng)力松弛試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)雙層材料具有更為恒定的應(yīng)力釋放特性，但釋放的應(yīng)力絕對(duì)值遠(yuǎn)小于單層材料。常用的矯治器包括0.5、0.75 mm兩種厚度，材料厚度不同影響著矯治力的釋放，目前學(xué)者們對(duì)厚度與力學(xué)性能之間的具體關(guān)系還未達(dá)成共識(shí)。有人認(rèn)為矯治器材料越厚，產(chǎn)生的矯治力越大[9]。也有人認(rèn)為[10]同一種材料越薄，在變形量相同的情況下釋放的能量越高。但可以肯定的是材料厚度越大，患者的舒適感越差。

另一方面隱形矯治器在口腔內(nèi)受環(huán)境影響將發(fā)生老化。Schuster等[11]研究顯示隱形矯治器在口腔內(nèi)暴露兩周后，矯治器頰側(cè)晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致硬度增加，出現(xiàn)了開(kāi)裂、接觸點(diǎn)磨損及局部鈣化的現(xiàn)象，直接影響機(jī)械力的傳遞和表達(dá)。熱壓膜材料釋放最佳應(yīng)力時(shí)材料的形變量范圍為0.2～0.5 mm，Kwon等[12]通過(guò)材料在此形變量范圍內(nèi)進(jìn)行熱循環(huán)和負(fù)載循環(huán)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)熱循環(huán)試驗(yàn)后材料的應(yīng)力釋放特性不變，維氏硬度升高，而負(fù)載循環(huán)試驗(yàn)后材料的應(yīng)力釋放特性降低，維氏硬度升高，也說(shuō)明隱形矯治器在使用過(guò)程中會(huì)因口腔環(huán)境溫度及反復(fù)咀嚼影響材料的力學(xué)特性。

理想的正畸矯治器材料應(yīng)該具有良好的回彈性、成形性、儲(chǔ)能性、生物相容性和環(huán)境穩(wěn)定性[13]，目前的矯治器材料尚未達(dá)到理想水平，開(kāi)發(fā)新型矯治器材料、改良其力學(xué)特性對(duì)研究隱形矯治力學(xué)特性有著重要的作用，在此基礎(chǔ)上對(duì)于生物力學(xué)的掌握則有利于材料的更新。對(duì)于正畸醫(yī)生來(lái)說(shuō)，矯治設(shè)計(jì)還應(yīng)充分考慮矯治器的厚度和材料性質(zhì)，確保牙齒移動(dòng)都在醫(yī)生掌控中。

2 無(wú)托槽隱形矯治器施力特點(diǎn)的研究進(jìn)展

隱形矯治器的施力模式不同于固定矯治器，它是通過(guò)矯治器形變將力量傳遞到牙周組織，從而使牙齒發(fā)生位移并且發(fā)生牙槽骨的改建。不同于固定矯治其力量通過(guò)托槽直接傳遞至牙齒及牙周組織，隱形矯治器在發(fā)生形變后與牙齒的接觸點(diǎn)不固定，使得在研究隱形矯治的加力特點(diǎn)與力量衰減的過(guò)程中有較多的不確定性與復(fù)雜性。另一方面，由于隱形矯治材料應(yīng)力松弛的問(wèn)題，使得其施力特點(diǎn)不同于固定矯治，其初始應(yīng)力較大，可以達(dá)到1.96 N左右[14]，此時(shí)牙周組織瞬時(shí)應(yīng)力是固定矯治的50～500 倍，之后應(yīng)力松弛并維持一段時(shí)間。也就是說(shuō)在最初戴入矯治器的24～48 h之內(nèi)，牙齒所受的應(yīng)力很大，但很快就會(huì)衰減到一個(gè)比較小的值。這樣的施力模式，是否適用于所有的患者，特別是牙周病患者，目前仍存在很大的疑惑[15]。

對(duì)于需要拔牙矯治的患者來(lái)說(shuō)，采用隱形矯治器這樣一個(gè)彈性模量在528～810 MPa區(qū)間內(nèi)的材料，很顯然與固定矯治的鋼絲(其彈性模量為176 000 MPa)[16]相比，其剛度與彈性變形能力都有很大的區(qū)別，因此在使用隱形矯治器進(jìn)行拔牙病例的控制時(shí)，需要對(duì)矯治器有較為深刻的認(rèn)識(shí)。由于矯治器剛性不足，很容易在前牙回收時(shí)出現(xiàn)覆加深，前牙轉(zhuǎn)矩丟失的問(wèn)題，因此在回收時(shí)需要在前牙設(shè)計(jì)過(guò)矯治，即添加一定量的正轉(zhuǎn)矩與壓低(具體數(shù)值需要根據(jù)前牙唇傾度以及支抗的需求來(lái)確定)，并且設(shè)計(jì)個(gè)性化的牙齒移動(dòng)步驟，盡可能使每一步移動(dòng)的牙數(shù)較少，以提高矯治器對(duì)牙齒的控制力。此外，隱形矯治器是全包裹式的施力模式，在拔牙病例的設(shè)計(jì)時(shí)，不可忽視的問(wèn)題就是隨著拔牙間隙的縮小，牙套的長(zhǎng)度也隨之縮短，這帶來(lái)的問(wèn)題就是牙套末端對(duì)后牙產(chǎn)生了近中的推力，再加上“過(guò)山車(chē)”效應(yīng)，使得后牙更容易出現(xiàn)近中傾斜與壓低，進(jìn)一步導(dǎo)致了垂直向的失控。這就提示我們?cè)诎窝啦±O(shè)計(jì)時(shí)，需在后牙添加足夠的備抗以對(duì)抗磨牙的近移，也建議使用一些其他裝置，比如種植釘、power arm等來(lái)幫助增強(qiáng)后牙支抗[17]。

隱形矯治器的特殊施力模式，對(duì)某些牙齒移動(dòng)具有一定的優(yōu)勢(shì)。其三維包裹的模式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)牙齒的全方位控制，在推磨牙遠(yuǎn)移時(shí)可以有效避免傳統(tǒng)矯治器推磨牙向后時(shí)導(dǎo)致的牙冠頰腭向旋轉(zhuǎn)[17]，同時(shí)隱形矯治器相比于傳統(tǒng)矯治器較易實(shí)現(xiàn)下頜磨牙遠(yuǎn)移。隨著材料學(xué)和生物力學(xué)的發(fā)展，推磨牙遠(yuǎn)移效率可高達(dá)88%左右[18]。目前，推磨牙遠(yuǎn)移已成為隱形矯治技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一，一些高角患者也可以使用該技術(shù)，隱形矯治器推磨牙遠(yuǎn)移技術(shù)已成為牙列輕中度擁擠的安氏Ⅱ類錯(cuò)畸形患者非拔牙矯治的主要方法之一[19]。

3 無(wú)托槽隱形矯治器適應(yīng)癥的選擇

隨著材料與生物力學(xué)等的不斷發(fā)展，無(wú)托槽隱形矯治適應(yīng)癥逐漸擴(kuò)寬，經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生已經(jīng)成功治療了復(fù)雜的錯(cuò)畸形，但作為經(jīng)驗(yàn)不足或者初學(xué)隱形的醫(yī)生，則需要明確隱形矯治的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，選擇合適的適應(yīng)癥以提高治療的成功率、降低臨床的并發(fā)癥。

無(wú)托槽隱形矯治器最擅長(zhǎng)的牙齒移動(dòng)就是推磨牙遠(yuǎn)移，但推磨牙遠(yuǎn)移也有很多限制，磨牙遠(yuǎn)中移動(dòng)并不是無(wú)限制的遠(yuǎn)移，磨牙后段擁有足夠的牙槽骨長(zhǎng)度和寬度才能容納磨牙的遠(yuǎn)中移動(dòng)。根據(jù)CBCT影像結(jié)合患者的口內(nèi)實(shí)際情況設(shè)計(jì)磨牙遠(yuǎn)移，并判斷是否需要拔除智齒。根據(jù)Vitral等[20]學(xué)者的研究，上頜磨牙遠(yuǎn)中移動(dòng)的界限是通過(guò)測(cè)量上頜最后一顆牙齒的遠(yuǎn)中與上頜結(jié)節(jié)之間的距離，與此同時(shí)，要注意上頜竇底與磨牙牙根的位置[21]，以判斷上頜竇是否影響磨牙遠(yuǎn)移的效果和成功率。對(duì)于下頜磨牙的遠(yuǎn)中移動(dòng)，還應(yīng)注意牙根與骨皮質(zhì)的關(guān)系，若牙根與骨皮質(zhì)接觸則可能產(chǎn)生骨皮質(zhì)支抗，使下頜磨牙的遠(yuǎn)移變得困難。因此，術(shù)前對(duì)牙槽骨解剖結(jié)構(gòu)的深入分析對(duì)于隱形矯治器推磨牙向遠(yuǎn)中是十分必要的。

無(wú)托槽隱形矯治器對(duì)于前牙壓低也具有一定的優(yōu)勢(shì)，固定矯治技術(shù)的壓低力施加在前牙抗力中心的唇側(cè)，因而在壓低前牙的同時(shí)會(huì)造成一定程度的唇傾[22]。而無(wú)托槽隱形矯治器全包裹式的施力于牙冠，使施加的壓低力盡可能通過(guò)牙齒的阻力中心，更接近于整體移動(dòng)[23]。在設(shè)計(jì)隱形矯治的前牙壓低移動(dòng)時(shí)，分步移動(dòng)設(shè)計(jì)更為合理，即先壓低尖牙再壓低切牙，或者先壓切牙再壓尖牙。壓低設(shè)計(jì)的每一步移動(dòng)牙齒數(shù)量越少，矯治器的表達(dá)效率越好。與此同時(shí)，在牙齒壓低移動(dòng)同時(shí)，反作用力會(huì)導(dǎo)致矯治器的脫套，因此在設(shè)計(jì)前牙壓低移動(dòng)時(shí)，應(yīng)添加合適的固位附件，以幫助牙齒實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)移動(dòng)。

另外，無(wú)托槽隱形矯治對(duì)于牙齒近中移動(dòng)、拔牙矯治的垂直向控制較差。對(duì)于需要大量近中移動(dòng)的牙齒，采取分步近移或交互回收的方式比較合適[24]，盡可能減少每一步移動(dòng)的牙齒數(shù)量，才能更好地把控牙齒，減少牙齒近中傾斜的發(fā)生。同樣在拔牙病例回收時(shí)，要注意后牙的支抗保護(hù)以及前牙轉(zhuǎn)矩的過(guò)矯治和壓低的過(guò)矯治[25]，這也是針對(duì)拔牙這樣的非優(yōu)勢(shì)病例的臨床應(yīng)對(duì)措施。同時(shí)，針對(duì)隱形矯治器難以較好把控的病例，臨床可以采用一些輔助手段比如種植體支抗、片段弓等，以便更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)牙齒的精準(zhǔn)控制。

隱形矯治的成功與否與適應(yīng)癥的選擇密不可分，選擇合適適應(yīng)癥，加強(qiáng)復(fù)診監(jiān)控[26]，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決，這樣才會(huì)有效降低并發(fā)癥，使矯治事半功倍。

總之，隨著無(wú)托槽隱形矯治器的發(fā)展，其相關(guān)的理論體系也在不斷的完善，隱形矯治器有其優(yōu)勢(shì)適應(yīng)癥與非優(yōu)勢(shì)適應(yīng)癥，與其產(chǎn)生的生物力學(xué)密切相關(guān)，而生物力學(xué)又與其材料特性有關(guān)，正畸醫(yī)生不能隨意擴(kuò)大隱形矯治適應(yīng)癥，同時(shí)加強(qiáng)材料特性以及生物力學(xué)的學(xué)習(xí)，明確隱形矯治器矯治錯(cuò)畸形的局限性，在相關(guān)的力學(xué)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)隱形矯治病例，使牙齒的矯正更加合理，更加高效，更加可控。