正畸文献阅读--T形曲在尖牙内收中的负荷系统

T曲常用于上颌尖牙内收。由此在尖牙上产生的正畸负荷（力和力矩）系统受多种因素影响，包括架内距离（IBD）和牙齿角度的变化。然而，与尖牙运动同时发生的临床负荷系统的变化尚未量化。就倾斜和/或平移而言，不同的负载系统，尤其是力矩比（M / F）的微小差异会导致不同的牙齿移动模式。量化负荷变化以预测治疗效果并避免潜在的副作用非常重要。在这里，我们假设在尖牙的内收过程中尖牙的位置和角度的临床变化将显着影响到牙齿的负荷系统。

正畸负载系统是三维的，由三个力和三个力矩组成。临床上很难测量整个3D正畸负载系统。因此，我们主要采取将放置在牙模上的弓丝作为实验装置，使用LOOP仿真软件或有限元（FE）方法等数值估算方法来进行实验。本研究的目的是监测正在进行内收的尖牙的临床负荷系统，并量化其运动模式对负荷组分的影响。

方法

测量力和力矩分量以及M / F，使用从患者在不同时间点获得的模型以及定制的正畸力测试仪进行。定量测量尖牙内收前后IBD和初始及剩余负荷分量，研究尖牙内收过程中负荷系统的变化。

经机构审查委员会批准后，本研究同意并招募了九名患者。纳入标准为1）有必要拔除上颌第一前磨牙2）治疗期间上颌尖牙内收的可能指征。平均年龄为21±岁（14至47岁）。上颌第一前磨牙被拔除，包括第二磨牙在内的上牙弓上托槽、排齐整平。在尖牙内收之前，0.019×0.025英寸的不锈钢弓丝完全插入0.022×0.028英寸大小的槽孔中。上颌第二前磨牙，第一磨牙和第二磨牙用0.010不锈钢丝进行结扎，并与横腭杆连接以建立后部单元。

对于每个患者，右侧和左侧尖牙随机分配接受受控的倾斜移动（CT）或整体移动（TR）。为了完成CT或TR，设计并制造了由0.017'×0.025'TMA线（Ormco，Glendora，CA）制成的两个分段T曲，以提供不同的M / F以内收尖牙。两侧的T曲被设计为能够提供124cN的收缩力。使用有限元（FE）模型计算患者的CT和TR所需的M / F比值，这些模型基于锥束计算机断层扫描（CBCT）。使用MIMICS®（Materialise Group，Leuven，Belgium）软件处理CBCT扫描的原始图像数据，以创建牙齿，牙周韧带（PDL）和上颌骨复合体的重建数字模型。从数字模型中创建一个有限元模型，然后将其导入到ANSYS（Canonsburg，PA）软件中，以计算由于正畸载荷引起的牙齿位移。负载包括内收力F和一对C力矩，作用于托槽上（图1）。计算得到的牙齿位移模式。然后，力矩逐渐增加。力矩和力偶使牙齿发生倾斜或整体移动。9例患者的平均预期Mx / Fy为7.7 mm，TR为10.4 mm。

IBD被定义为第一磨牙托槽辅弓管的近中面到尖牙托槽的远中面的距离。预计IBD在尖牙内收期间会减少，并且随着时间的推移，IBD会有更多的减少，从而导致M / F增加。为此，需要进行初始M / F调整的措施。使用LOOP（Kifissia，Hellas，Greece）仿真软件估计每1mm IBD缩小后M / F的增加量。从该分析中估计每减小1mm IBD约增加50％M / F。在这项研究中，每个治疗期间被定义为当每次复诊测量的尖牙内收超过1mm时。但IBD变化预计会有很大差异，因此只能估计总的M / F增长，其设定为70％。为了保持一致，计算的平移M / F降低了大约35％（M / F估计总增加的一半），以确保治疗期间的平均M / F接近理想值。用于倾斜移动的M / F进一步减小以增强倾斜效果。另外，为了防止由内收力引起的向内侧旋转，还使用相同的有限元模型计算了用于平移牙齿的期望的抗旋转力矩。为了确保平均Mz / Fy比率接近期望值，为了补偿IBD减少的影响，所实施的初始Mz / Fy降低了约35％。

在每个治疗时间间隔开始时，每个T曲在相应的复制丙烯酸模型上进行调整，与定制的正畸力测试仪相连，以确保提供精确的负载。通过在支架上注入轻质和中等体聚乙烯硅氧烷（PVS）材料（Examix NDS，GC Corporation，Tokyo，Japan）制作上牙弓的印模，然后印制藻酸盐。用两个螺丝将丙烯酸模型连接到OFT。用环氧粘合剂（Loctite E-120HP Hysol Epoxy Adhesive，Henkel，RockyHill，CT）将目标牙齿（尖牙）连接到称重传感器上，然后与丙烯酸模型完全分离，从而保持其原始位置和方向（图2）。

在测量丙烯酸模型的初始IBD后，制作具有图3所示的几何形状的T曲。确定T曲的形状，大小，长度和方向，以及避免干扰脸颊和咀嚼。水平脚在T曲的两端弯曲以便于插入管中，这也确保了在将经OFT验证的T曲转移给患者时IBD是相同的，图5。在连接到OFT的复制丙烯酸模型上安装T形环以用于测试力和力矩分量。OFT设计用于测量尖牙托槽上的正畸负载系统（图2a）。使用两个称重传感器（多轴力/力矩Nano17，ATI工业自动化公司，Apex，NC）测量尖牙托槽上施加的六个力和力矩分量。每个测力传感器的力范围为0-20N，分辨率为0.025N，力矩范围为0-100N-mm，分辨率为0.003N-mm。每个左侧尖牙都建立了一个局部坐标系，其内收方向与称重传感器的正y轴对齐，颊侧方向与x轴正向，牙龈方向与z轴正向（图2b）一致。右侧尖牙的局部坐标系与左侧尖牙不同（图2a和2b）。在这项研究中，临床上表达的负荷系统是有意义的，并且侧面不是一个受控参数，因为倾斜或平移被随机分配到每一侧。因此，使用左侧临床使用的坐标系来描述结果。

对于每个治疗时间间隔，在每个治疗期后制造丙烯酸模型，并在每个尖牙处弯曲一个新的T曲，并使用OFT进行调整。并记录治疗后IBD。对于先前治疗的T曲恢复并安装在治疗后丙烯酸模型上，使用OFT测量残余负载系统。目视检查恢复后的T曲是否有永久变形的迹象或由于移除造成的其他损坏。这项研究排除了受损的T曲。因此，记录了初始和剩余负载系统。

结果

六个负载组件的安装和仪器误差如表1所示。关键负载组件Fy，Mx和Mz的最大标准偏差分别仅为1％，1％和3％，这意味着测量值为是一致的。

只有CT组的9个T曲和TR组的11个T曲通过了视觉检查。由于个体差异，本研究中的初始IBD范围为16.4-24.4mm。 IBD每次治疗间隔的降低幅度为0.3至1.9毫米（平均1.23毫米）。尽管标准是治疗间隔为1毫米尖牙移动，但间距较大时会导致较大的IBD减少。测量初始和剩余负荷系统，表2.两侧的负荷系统按照相同的惯例表示。正y轴对应于内收（远端）方向，正x代表颊侧方向，正z轴对应于牙龈方向。正Mx向提示冠远中倾斜，正My向提示冠舌侧倾斜，而正Mz向提示冠远中旋转。因此，-Mx是防倾斜力矩。初始内收力Fy为124.4±3.3cN。在内收平面上，TR的初始防倾斜力矩Mx为-780±0.8cN-mm，CT为-340±1.1cN-mm。因此，在方法中描述的M / F减小后，最初的Mx / Fy对于TR为-6.3±0.8mm，对于CT为-2.8±0.9mm。

首先比较两组之间的负载系统。统计上，在力量下降方面没有显着差异（p = 0.4046），但在CT和TR组之间瞬间下降有显着差异（p = 0.02037）。在每个治疗间隔结束时，CT组的牵引力下降到58.5±20.6 cN（残余力），TR组的牵引力下降到55.6±26.6 cN。 CT组的平均初始抗倾斜力矩Mx为140±130cN-mm，降至-200cN-mm（残余力矩）;在TR组为250±150cN-mm，降至-530cN-mm。因此，CT组的平均Mx / Fy下降为1.1±2.3mm;在TR组是4.0±3.6mm。在其他方向，如内收力，初始载荷分量是相同的，因此两组的数据相结合。颊舌力Fx从-5.6±17.5 cN（舌侧）变为9±24.9 cN（颊侧）;咬合-牙龈力Fz从4.7±11.9cN至3.4±17.9cN（压低）;抗倾斜力矩My，颊舌方向从60±180 N-mm到50±180 cN-mm（舌侧倾斜）;和抗旋转力矩Mz从-580±190cN-mm到-520±240cN-mm（冠近中旋转）。

内收力Fy随着IBD的减小而减小。图6显示了每个曲的IBD降低与力下降的关系。