自锁托槽的特点及其临床应用 第一部分

·讲座·
自锁托槽的特点及其临床应用(第一部分)
姜若萍　傅民魁
作者单位　100081　北京大学口腔医院及口腔医学院正畸科 身处当今信息爆炸甚于原子裂变的年代,大多
数正畸医生对“自锁托槽”的名字并不陌生。

自锁托槽近年来确实在国际上呈现出越来越强劲的流行趋势。

“自锁托槽”,就是能自行锁住弓丝的托槽,它最基本的特点是:不需要传统的不锈钢结扎丝或弹力橡胶圈,利用托槽上可以开关的滑盖、弹簧夹,或是托槽自身的弹性结构,将矫治弓丝限定在托槽槽沟中。

它最直接的益处是操作便捷,节省椅旁操作时间,易于清洁等。

设计自锁托槽的初衷是为了摆脱使用结扎丝的不便,但是如果自锁托槽的优势仅限于此,就不足以解释为什么它直到最近几年才吸引了众多正畸医生们的眼球。

因为自锁托槽实际上并不是新生事物,早在1935年就诞生了世界上第一种自锁托槽———由美国的正畸医生J acob Stolzenberg 发明的“Russell ”托槽,托槽像一个有槽沟的螺母,槽沟唇侧有一个螺栓,通过旋动螺栓来调节螺栓与弓丝的接触状态,可松可紧,而且Stolzenberg 医生在1946年报告,使用这种托槽的患者感觉更舒适,复诊次数减少同时总疗程缩短。

当然这种“Russell ”自锁托槽还是比较初级和原始的,使用起来并不是很方便,所以也就没有流行起来。

20世纪70年代中后期,加拿大正畸医生Herbert Hanso n 发明了SPEED 自锁托槽(Spring 2loaded ,Precision ,Edgewise ,Energy ,Delivery ),通过托槽唇侧的弹性金属簧片的开闭实现自锁,经过36年的不断改进更新和临床应用,证明它的机械性能比较可靠,临床使用方便,赢得了许多正畸医师的认可。

虽然完全能够满足提高临床操作效率和口腔清洁的需求,SPEED 也并没有掀起人们对自锁托槽的像今天这样的巨大热情。

究其原因,在大部分医生的观念里,自锁托槽虽然有许多优势,是传统
结扎式托槽的有益补充,但是并没有本质的差别,
如果不怕麻烦,对临床效率的追求也不一定非要达到最大化,患者又能比较好地配合治疗,那么传统托槽与自锁托槽的矫治结果不会有质的差别。

近年来,一种被动式自锁托槽(Damon )矫正技术引起了众多正畸医生的关注,一方面,人们看到了一些用这种矫治器完成的非常好的,甚至可以说是其他矫治器不太容易做到的临床病例,另一方面,这种矫治器的倡导者还提出了一些不同于传统的理念,比如强调在矫治的各个阶段都要遵循轻力原则;比如矫治设计中拥挤不再成为减数的主要理由,而是以面型为主;另外,认为这种矫治器能提供接近最适矫治力的轻力矫治,能达到类似快速扩弓的效果,使“前牙可以在拥挤解除的同时不会唇倾”,而且“牙槽骨能够随着牙齿移动而新生”,从而保证矫治结果的稳定等。

对于这些观点,虽然还没有得到循证医学的有力的证据支持,但它们无疑正是吸引医生们关注和探讨的亮点,因为如果这些观点能够被证实,就有可能意味着正畸矫治技术的一次质的飞跃,如果多年后证明是错误的,那么这也可以说是正畸发展史上又一次探索的失败,或者是一次极成功的商业运作。

所以一时间,使用者众,支持和质疑者众。

那么,自锁托槽与传统结扎式托槽的差别究竟是什么?自锁托槽之间有何不同?矫治设计、程序上是应该沿袭传统直丝弓矫治器的理念方法,还是最好要有所不同?临床上具体如何使用这类矫治器?这些都是大家在使用之前比较关心,也应该了解的问题。

本文将重点从正畸矫治的摩擦力与矫治力的角度探讨自锁托槽的特点,然后介绍一下Damon 自锁托槽的临床使用方法和注意事项,并结合笔者的临床经验和现有的资料对其加以评价,希望能起到抛砖引玉的作用。

一、自锁托槽分类
现有的自锁托槽主要有两类,一类是主动自结
扎系统(active self 2ligating ),另一类为被动自结扎系统(passive self 2ligating )。

被动自锁托槽包括Damon ,Smart 2Clip 等(图1),特点是弓丝纳入后槽沟成为一个类似隧道的管腔,任何时候托槽本身不会对其内的弓丝主动施力,槽沟与弓丝间的摩擦力极低。

上述两种托槽都可以通过结托主动加力。

主动自锁托槽包括Speed ,Times ,In 2Ovation ,Quick (图2),其特点是弓丝纳入槽沟后,在某些特定条件下弓丝与槽沟唇方的弹性或非弹性滑盖接触时,如弓丝较粗或牙齿严重扭转倾斜,弓丝会受到来自托槽弹性部件持续轻柔的向槽沟底部的推力,此推力可帮助牙齿实现转矩、正轴;但此时托槽与弓丝间的摩擦力相对被动自结扎托槽大,有时甚至与传统的结扎丝(圈)结扎托槽相似甚至更大。

对于主动与被动自锁托槽究竟哪种更有利于临床矫治,学术界还没有公认的结论。

图1　被动自锁托槽(Damon 托槽正侧面观
)
图2　主动自锁托槽(Quick 托槽正侧面观)
上面提到的两类自锁托槽都唇侧矫治器,近一
两年还出现了舌侧自锁托槽,相信对舌侧矫治技术的发展也会有所推进。

二、自锁托槽、摩擦力和矫治力的关系
纵观正畸矫治技术的发展,我们可以看出固定正畸治疗中使用的力值一直在不断降低,这恐怕是因为正畸医生们越来越意识到轻力矫治的重要性和必要性。

首先,轻的矫治力会使患者的疼痛感减轻;其次,越来越多的研究表明降低矫治力可以减少牙根吸收的发生或者减轻其程度,并且以更接近生理性的牙槽骨改建代替相对较慢的潜掘性骨吸收,加快牙齿移动速度,减小支抗牙受力从而降低
支抗损失等。

Proffit 医生对最适矫治力是这样描述的:“牙齿移动的最适矫治力应该是足以激活细胞活性而不至于大到将牙周膜内血管压迫闭塞;过大的矫治力将使牙周膜毛细血管血流阻断,牙槽骨出现坏死的无血管透明样变区,等待再血管化之后牙齿才能移动”。

理论上认为,如果受到生理性的最适矫治力,则牙槽骨会产生活跃的改建,牙齿移动更快,牙槽骨会跟随牙齿移动改建,矫治后健康丰满的牙槽骨将会保证矫治结果的稳定性;轻力矫治也会使牙根吸收的发生率大大减少减轻。

加力后疼痛减轻或消失或时间缩短,患者不适感减低。

上述最适矫治力的概念应该说是为大多数正畸医生接受的,至于最适矫治力的具体数值,现在还没有国际上公认的标准,普遍的观点是认为它应该是一个较宽的个体化的范围。

Scwartz 的研究认为最适矫治力在牙周膜上产生的压强应该接近毛细血管的压强,2026g/cm 2,在此范围两侧的力不是不足以引起牙周膜反应,就是可能压迫牙周毛细血管至塌陷导致组织坏死,出现玻璃样变。

根据牙周膜面积估算,面积最小的下前牙上毛细血管压力约21克,上中切牙约50克,面积最大的第一磨牙约87克。

可以看出,这些数值明显较临床常用的力值要小。

那么如何尽可能地做到轻力矫治或者说最适矫治呢?应该是在确保能够实现牙齿有效移动的前提下,尽可能降低主动施加的矫治力,同时减小影响牙齿移动的阻力。

降低矫治力和减小阻力是相辅相成的,如果不减小阻力而单单降低矫治力,那么降到一定程度以后,矫治力不足以克服移动阻力,牙齿不会发生移动。

如果减小了阻力后还维持较大的矫治力,可能会发生不应有的支抗牙移动。

在这里还需要明确几个概念:一般我们常说的矫治力是指医生主动施加或通过矫治器间接赋予的,指向希望牙齿移动的方向的力,如牵引力、弓丝形变产生的力等;移动阻力仅指在矫治器层面上一切阻碍牙齿移动的力(不包括牙根周围组织的阻力);矫治力减去移动阻力才得到真正作用到牙齿牙周膜组织上的引起牙齿最终移动的力,我们不妨称之为移动力。

前述的最适矫治力应该是指最适宜的可以引起牙齿移动的最适移动力。

下面以牙齿与弓丝间的滑动运动为例分析移动阻力的构成:当需要牙齿与弓丝相对滑动时,移
动阻力包括经典摩擦力、约束阻力和刻痕阻力。

一旦弓丝与槽沟间开始出现相对运动,就产生了摩擦力,当弓丝与托槽间成角小于临界接触角时,移动阻力主要以经典摩擦力为主,此时可以通过减小摩擦系数、正压力和接触面积的方法减小摩擦力;当牙齿发生倾斜、旋转后,弓丝与托槽成角增大,约束阻力开始随着接触角的增大而迅速增大,直至产生刻痕阻力,此时滑动停止,理论上说,增加托槽宽度,弓丝弹性和增大托槽间距均可以减小约束阻力。

由此看出,希望牙齿沿着弓丝滑动,首先需要牵引力能克服弓丝与槽沟间的静摩擦力和开始移动后的经典摩擦力,如果是结扎式托槽,结扎丝或圈对弓丝的结扎压力会使摩擦力增加,而自锁托槽由于没有结扎丝的束缚,弓丝与槽沟的接触面积和表面压力都得以降低,因此摩擦力大大下降,有研究显示,Damon自锁托槽中弓丝与托槽间的摩擦力较传统结扎式托槽减低约400609倍,Berger 1990年的研究也显示SPEED矫治器比常规结扎矫治器减小93%的摩擦力。

由于托槽宽度和托槽间距之间呈负相关,不可能同时增大或减小,比如如果使用同样规格的弓丝时,窄的托槽会使约束阻力增大,但同时也增加托槽间距有利于减小约束阻力,所以其对摩擦力的影响会相互抵消,已经有实验室研究表明托槽宽度对摩擦力的影响很小。

常见的自锁托槽中SPEED 和Damon属于窄托槽,Damon托槽宽不足3mm, SPEED更窄,约213mm;可能是为了更好地控制牙齿扭转,In2Ovation,Quick和Smartclip的宽度则基本与其同类的结扎式托槽相似,约3315 mm。

不过无论哪种自锁托槽,没有了两侧的结扎丝或圈都可以在不改变托槽宽度的同时相应地增加托槽间距,这是有利于约束阻力的减小的。

在使用同一种托槽的情况下,虽然增加弓丝弹性在牙齿开始移动时有利于减小弓丝托槽接触角,从而减小约束阻力,但是如果弓丝刚性过小,使倾斜的牙齿不能及时直立,则进一步倾斜的后果会导致刻痕阻力的出现使牙齿滑动停止,所以弓丝还需要有足够的刚性,这样只要保证牵引力不要太大,牙齿就不会很快倾斜到较大的弓丝托槽接触角,而是在牙齿刚刚发生倾斜时就将其直立,使弓丝托槽接触角维持在临界接触角,也可以减小约束阻力。

虽然大部分自锁托槽都有01018″和01022″两种槽沟系统,但是后者的工作弓丝可以选择刚性更大的01019×01025″不锈钢方丝,应该更有利于降低移动阻力。

可见,多数自锁托槽矫治器都能减低系统中的摩擦力,从而实现轻力矫治,轻的矫治力在某些方面也有助于减小摩擦力,从而形成一个良性循环。

对何时应该保留摩擦力的不同理念是主动式和被动式自锁托槽的差异之一。

Damon被动自锁托槽矫治系统强调贯穿全部矫治过程的低摩擦和轻力状态,希望保证施加在牙齿上的力始终是符合生理范围的最适矫治力。

主动式自锁托槽系统则认为适当的主动状态有利于牙齿的三维控制。

由于主动式自锁托槽的弹性合金片在某些情况下,如弓丝尺寸较大或严重拥挤扭转时,有可能接触弓丝并对其施以持续的轻力,所以可能会增大表面压力,增大摩擦力,有研究报道主动自锁托槽与弓丝间的摩擦力有些情况下甚至会超过结扎式托槽。

实际在临床上,无论哪种托槽,解除拥挤阶段一般都建议使用小尺寸的圆丝,所以主动自锁托槽弹簧片能对弓丝施压的机会不会很多,摩擦力的差别应该不会太大;不过在方丝阶段主动自锁托槽的弹簧片对弓丝主动施压的情况要多些,这样对牙齿的三维控制更可靠,但另一方面弓丝与槽沟间的摩擦力也会增大,有可能影响牙齿移动,所以各有利弊。

三、正畸牙齿移动类型与摩擦力的关系
正畸矫治中主要涉及四种牙齿与弓丝间的移动形式,各种牙齿移动形式涉及的摩擦力状况不同,摩擦力的改变对矫治效果的影响也有一定差别。

下面根据这四种牙齿弓丝移动类型加以简要说明。

1.牙齿与弓丝相互运动:这一般是指排齐拥挤牙齿(减数或不减数),或是牵引严重错位牙齿进入牙列的过程等。

此时多颗牙齿在牙弓中调整位置,既有牙齿位置的改变,也有弓丝形态的不断变化,牙齿与弓丝发生相对运动,产生一定的摩擦力,此时如果能普遍减小弓丝与槽沟之间的摩擦力,牙齿移动的阻力就会大大减小,那么相对小的矫治力就可以引起牙齿移动。

2.牙齿沿着弓丝移动:典型的情况是减数双尖牙后在稳定弓丝上向远中牵引尖牙,一般使用后牙作支抗,作用在后牙和尖牙上的是一对大小相等方向相反的力,真正引起牙齿移动的矫治力等于牵引力减去移动阻力;其他的如使用滑动法关闭牙弓
中的散在间隙的情形也属于这种情况。

都需要尽量减小移动牙与槽沟间的摩擦力。

3.弓丝沿着牙齿(或槽沟)移动:减数双尖牙后滑动法关闭间隙时,尖牙远中的弓丝与后牙的关系可以归为此类,同样需要减小弓丝与槽沟、颊面管间的移动阻力。

4.弓丝与牙齿相对静止:如减数双尖牙后用闭合曲法关闭间隙时,或是没有间隙排列整齐的牙弓中,此时弓丝与托槽间没有相对运动,因而没有滑动摩擦,但需要一定的静摩擦力,否则牙列间会出现散隙,或者不能在三维上精确控制牙齿位置。

四、矫治设计
无论哪种矫正器都只是矫正的手段,而正畸治疗的目的是不以手段为转移的,所以毫无疑问,一般正畸矫治设计的基本原则也是使用自锁托槽病例的设计原则,我们不会就此进行长篇大论的系统论述。

但是,几种自锁矫治器中,Damon 自锁系统特别提出由于其自身的特点,应该在具体的设计中有一些不同于以往甚至有违传统的考虑,才能最大限度地发挥其优势。

故本文将在后面对使用Damon自锁托槽时的矫治设计加以补充说明。

五、矫治方法
现在的自锁托槽都属于直丝弓矫治器系统,治疗步骤与一般的直丝弓矫治技术大体相似,分为排齐整平,关闭间隙、调整牙弓关系阶段和精细调整及保持阶段。

弓丝使用都遵循由细到粗,由软到硬的原则。

各家主要的差别在弹性弓丝上,都推荐使用所属公司配套的弹性弓丝。

不过SPEED矫正器还有专门设计的形态特别的半园半方的D丝和四分之一圆的SPEED丝,以增加弓丝与不规则槽沟间的协调匹配;在关闭间隙阶段有前牙段方形后段圆形的组合弓丝,可以在减小后部摩擦阻力的同时保持对前牙转矩等的控制。

Smart2clip托槽也有与之相配的四角磨圆的方丝,便于弓丝出入和减小摩擦。

·消息·
第二届两岸四地口腔正畸学术会议圆满结束
2006年11月19日至21日,为期三天的第二届两岸四地口腔正畸学术研讨会在美丽的古城南京圆满落下帷幕。

两年前,由原北京大学校长林久祥教授所倡导的,旨在推动整个大中华圈,两岸四地的口腔正畸界学者和临床工作者共同交流、共同提高的大会,在香港第一次召开;两年后,在钟灵毓秀、山水城林的历史名城南京,我们迎来了第二届大会。

本次大会是由南京医科大学口腔医学院和江苏省口腔医学院承办,北京大学口腔医学院协办。

总计迎来了来自祖国大陆地区、台湾地区、香港地区、澳门地区共计八百多名与会代表,邀请到了包括大陆地区正畸学会会长林久祥先生、台湾地区校正齿科学会会长苏志鹏先生、香港地区校正齿科学会会长邓天康先生、澳门地区校正齿科学会会长林巍先生,以及华人地区各大口腔医学院校正畸科主任、知名口腔正畸学专家、学者等等。

与会代表认真聆听和学习了专家、学者们的精彩演讲和壁报,受益匪浅。

本次大会从内容上来说,涉及到了近年来国际口腔正畸学界最新发展的方方面面,但主要集中在正畸临床学上的最新进展。

从与正畸学中最基本的两个概念支抗和摩擦力有关的新的治疗方法和矫治器系统,如Tweed-Merrifield矫治技术、种植支抗的应用、各种减少摩擦力的自锁托槽系统、掀盖式托槽、特殊结扎方式、Tip-edge系统、以及林久祥教授在本次大会上首次提出的传动直丝矫治系统,到与矫治器美观有关的内容,如舌侧矫治和国产化Invisaline等等;从对患者软组织面型、微笑等的格外关注,到三维软组织影像、三维牙颌模型的建立;从正畸与正颌外科的结合,到正畸方法治疗阻塞性睡眠呼吸暂停综合症;等等。

从一定程度上体现了目前国际上的热点。

三天的会议,热烈、紧张而又祥和,是一次非常成功的盛会。

我们期待着两年后在台北的下一次会议也同样取得成功。

同时,我们也有理由相信,伴随着两岸四地口腔正畸学工作者的共同努力,伴随着整个大中华圈经济水平、文化水平的不断提升,这一盛会会逐渐成为大中华圈乃至世界范围内的重要的口腔正畸学术会议。

(北京大学口腔医学院　江久汇)。