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为解决下颌前牙内收时的倾斜问题，研究人员开展 CA 治疗的生物力学研究，创新设计 LFEH，助力临床治疗。
在口腔正畸的世界里，牙齿就像排列不整齐的士兵，需要被精准地调整到正确位置。其中，前牙内收（ATI）是常见的正畸手段，特别是在解决深覆合以及 Ⅱ 类错颌畸形时发挥着关键作用。深覆合不仅影响美观，还可能引发一系列口腔健康问题，如创伤性牙龈炎、牙周炎、牙槽骨吸收，甚至会导致颞下颌关节紊乱。而 Ⅱ 类错颌畸形常常伴随着面部美学失衡，给患者的身心健康带来负面影响。
下颌前牙内收（MAT）作为治疗深覆合和 Ⅱ 类错颌畸形的重要步骤，临床中最理想的是实现真正的垂直内收，即牙齿垂直压入牙槽骨，不出现唇侧或舌侧的倾斜。然而，传统固定托槽正畸治疗往往导致牙齿唇侧倾斜内收，而隐形矫治器（CA）虽理论上更易实现垂直内收，但在实际应用中却存在问题。当使用 CA 进行 MAT 时，牙齿容易出现非预期的唇舌向倾斜，这可能引发牙槽骨过度吸收、牙根暴露等并发症，严重影响治疗效果。而且目前对于 CA 治疗中这些力学问题的研究较少，缺乏对非预期唇舌向倾斜模式及其生物力学机制的深入理解，这给新的矫治器附件设计带来了困难。
为了攻克这些难题，上海交通大学医学院附属第九人民医院的研究人员开展了一项深入研究。研究成果发表在《Progress in Orthodontics》上，为口腔正畸领域带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，收集了 30 位患者 CA 内收治疗前后的锥形束计算机断层扫描（CBCT）图像，测量下颌前牙的倾斜角度、牙根尖与牙槽骨壁的距离等数据，并进行统计分析。然后，利用有限元分析（FEA）构建三维模型。通过对标准下颌模型进行工业 CT 扫描，再经过一系列软件处理，包括 Mimics 19.0 的三维重建、Geomagic Studio 12 的模型优化、HyperMesh 14.0 的网格划分等，最终建立了包含牙齿、牙周膜和 CA 的三维 FEA 模型。同时设置不同的材料参数、边界条件和计算方法，模拟多种 CA 条件下的牙齿移动情况。
研究结果主要通过以下几个方面呈现：
- CA 治疗 MAT 时角度和牙槽骨壁厚度变化分析：通过对 CBCT 图像数据的测量和统计分析发现，治疗前后牙齿倾斜角度和牙槽骨壁（ABW）厚度有显著变化。治疗前下颌切牙的平均倾斜角度小于 90 度，治疗后进一步减小；牙根长轴与唇侧 ABW 的距离减小，与舌侧 ABW 的距离增加。
- MAT 内收的力矩分析：以左下颌中切牙特定位置为阻力中心，分析不同唇倾度下前牙牙冠的唇舌向力矩。在常规组，直立牙齿内收时唇舌向力矩较小，而唇倾或舌倾牙齿内收时，会出现明显的唇向或舌向力矩。添加不同附件后，如唇侧内收附件（LIA）、唇侧根控制嵴（RCR）、舌侧 RCR、舌侧窝挖掘孔（LFEH）等，对牙齿的力矩产生不同影响。例如，LIA 增加了牙冠向舌侧移动的趋势，唇侧 RCR 使牙齿向唇侧移动的趋势增加。
- MAT 位移变化分析：研究发现，当切牙下颌平面角（IMPA）为 75°、80° 和 85° 时，舌向位移明显；IMPA 为 100°、105° 和 110° 时，唇向位移更显著。不同附件组的位移情况也有所不同，舌侧控制根嵴组位移最大，LFEH 与其他附件组合的位移相对较小。
- CA 侵入下颌牙齿时的力学分析：分析 CA 的 Von Mises 应力发现，不同附件设计会改变前牙区域的应力分布。如 LIA 增加前牙唇侧应力，舌侧控制根嵴增加舌侧应力，LFEH 则降低唇舌侧应力。同时，研究还分析了 CA 对 MAT 唇舌侧的接触力，不同附件组的接触力分布和大小均有差异。
研究结论和讨论部分指出，在使用 CA 进行 MAT 垂直内收时，确实容易出现牙冠非预期的唇舌向位移，这可能导致严重并发症。研究创新性地设计了 LFEH，并通过 FEA 分析了生物力学变化。结果表明，舌侧 RCR 增加牙冠舌向移动趋势，LFEH 促进唇向移动。这些发现为临床实现 MAT 真正垂直内收提供了有价值的指导。在临床治疗中，应根据牙冠的倾斜方向选择合适的附件。当牙冠舌倾时，可设计 LIA 增强舌倾和内收；当牙冠唇倾时，需加入 LFEH。而唇侧 RCR 可增强牙冠唇向移动，但对于初始舌倾的牙齿，也需要 LFEH 的辅助。总之，综合运用 LIA、舌侧 RCR、唇侧 RCR 和 LFEH 进行设计，对确保 MAT 真正垂直内收至关重要。
尽管该研究取得了重要成果，但也存在一定局限性。由于个体差异对临床数据的影响，不同患者的治疗反应可能存在显著差异，难以得出普遍规律。FEA 模型虽能总结不同加载条件下的规律结果，但可能无法完全模拟实际临床情况，且研究未涉及牙槽骨在正畸治疗中的重塑和重建，也仅以左下颌中切牙为代表进行分析。未来研究可在这些方面进一步深入，为口腔正畸治疗提供更完善的理论支持和实践指导。
