T曲常用于上頜尖牙內(nèi)收。由此在尖牙上產(chǎn)生的正畸負荷（力和力矩）系統(tǒng)受多種因素影響，包括架內(nèi)距離（IBD）和牙齒角度的變化。然而，與尖牙運動同時發(fā)生的臨床負荷系統(tǒng)的變化尚未量化。就傾斜和/或平移而言，不同的負載系統(tǒng)，尤其是力矩比（M / F）的微小差異會導致不同的牙齒移動模式。量化負荷變化以預測治療效果并避免潛在的副作用非常重要。在這里，我們假設(shè)在尖牙的內(nèi)收過程中尖牙的位置和角度的臨床變化將顯著影響到牙齒的負荷系統(tǒng)。

正畸負載系統(tǒng)是三維的，由三個力和三個力矩組成。臨床上很難測量整個3D正畸負載系統(tǒng)。因此，我們主要采取將放置在牙模上的弓絲作為實驗裝置，使用LOOP仿真軟件或有限元（FE）方法等數(shù)值估算方法來進行實驗。本研究的目的是監(jiān)測正在進行內(nèi)收的尖牙的臨床負荷系統(tǒng)，并量化其運動模式對負荷組分的影響。

方法

測量力和力矩分量以及M / F，使用從患者在不同時間點獲得的模型以及定制的正畸力測試儀進行。定量測量尖牙內(nèi)收前后IBD和初始及剩余負荷分量，研究尖牙內(nèi)收過程中負荷系統(tǒng)的變化。

經(jīng)機構(gòu)審查委員會批準后，本研究同意并招募了九名患者。納入標準為1）有必要拔除上頜第一前磨牙2）治療期間上頜尖牙內(nèi)收的可能指征。平均年齡為21±歲（14至47歲）。上頜第一前磨牙被拔除，包括第二磨牙在內(nèi)的上牙弓上托槽、排齊整平。在尖牙內(nèi)收之前，0.019×0.025英寸的不銹鋼弓絲完全插入0.022×0.028英寸大小的槽孔中。上頜第二前磨牙，第一磨牙和第二磨牙用0.010不銹鋼絲進行結(jié)扎，并與橫腭桿連接以建立后部單元。

對于每個患者，右側(cè)和左側(cè)尖牙隨機分配接受受控的傾斜移動（CT）或整體移動（TR）。為了完成CT或TR，設(shè)計并制造了由0.017'×0.025'TMA線（Ormco，Glendora，CA）制成的兩個分段T曲，以提供不同的M / F以內(nèi)收尖牙。兩側(cè)的T曲被設(shè)計為能夠提供124cN的收縮力。使用有限元（FE）模型計算患者的CT和TR所需的M / F比值，這些模型基于錐束計算機斷層掃描（CBCT）。使用MIMICS®（Materialise Group，Leuven，Belgium）軟件處理CBCT掃描的原始圖像數(shù)據(jù)，以創(chuàng)建牙齒，牙周韌帶（PDL）和上頜骨復合體的重建數(shù)字模型。從數(shù)字模型中創(chuàng)建一個有限元模型，然后將其導入到ANSYS（Canonsburg，PA）軟件中，以計算由于正畸載荷引起的牙齒位移。負載包括內(nèi)收力F和一對C力矩，作用于托槽上（圖1）。計算得到的牙齒位移模式。然后，力矩逐漸增加。力矩和力偶使牙齒發(fā)生傾斜或整體移動。9例患者的平均預期Mx / Fy為7.7 mm，TR為10.4 mm。

IBD被定義為第一磨牙托槽輔弓管的近中面到尖牙托槽的遠中面的距離。預計IBD在尖牙內(nèi)收期間會減少，并且隨著時間的推移，IBD會有更多的減少，從而導致M / F增加。為此，需要進行初始M / F調(diào)整的措施。使用LOOP（Kifissia，Hellas，Greece）仿真軟件估計每1mm IBD縮小后M / F的增加量。從該分析中估計每減小1mm IBD約增加50％M / F。在這項研究中，每個治療期間被定義為當每次復診測量的尖牙內(nèi)收超過1mm時。但IBD變化預計會有很大差異，因此只能估計總的M / F增長，其設(shè)定為70％。為了保持一致，計算的平移M / F降低了大約35％（M / F估計總增加的一半），以確保治療期間的平均M / F接近理想值。用于傾斜移動的M / F進一步減小以增強傾斜效果。另外，為了防止由內(nèi)收力引起的向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)，還使用相同的有限元模型計算了用于平移牙齒的期望的抗旋轉(zhuǎn)力矩。為了確保平均Mz / Fy比率接近期望值，為了補償IBD減少的影響，所實施的初始Mz / Fy降低了約35％。

在每個治療時間間隔開始時，每個T曲在相應的復制丙烯酸模型上進行調(diào)整，與定制的正畸力測試儀相連，以確保提供精確的負載。通過在支架上注入輕質(zhì)和中等體聚乙烯硅氧烷（PVS）材料（Examix NDS，GC Corporation，Tokyo，Japan）制作上牙弓的印模，然后印制藻酸鹽。用兩個螺絲將丙烯酸模型連接到OFT。用環(huán)氧粘合劑（Loctite E-120HP Hysol Epoxy Adhesive，Henkel，RockyHill，CT）將目標牙齒（尖牙）連接到稱重傳感器上，然后與丙烯酸模型完全分離，從而保持其原始位置和方向（圖2）。

在測量丙烯酸模型的初始IBD后，制作具有圖3所示的幾何形狀的T曲。確定T曲的形狀，大小，長度和方向，以及避免干擾臉頰和咀嚼。水平腳在T曲的兩端彎曲以便于插入管中，這也確保了在將經(jīng)OFT驗證的T曲轉(zhuǎn)移給患者時IBD是相同的，圖5。在連接到OFT的復制丙烯酸模型上安裝T形環(huán)以用于測試力和力矩分量。OFT設(shè)計用于測量尖牙托槽上的正畸負載系統(tǒng)（圖2a）。使用兩個稱重傳感器（多軸力/力矩Nano17，ATI工業(yè)自動化公司，Apex，NC）測量尖牙托槽上施加的六個力和力矩分量。每個測力傳感器的力范圍為0-20N，分辨率為0.025N，力矩范圍為0-100N-mm，分辨率為0.003N-mm。每個左側(cè)尖牙都建立了一個局部坐標系，其內(nèi)收方向與稱重傳感器的正y軸對齊，頰側(cè)方向與x軸正向，牙齦方向與z軸正向（圖2b）一致。右側(cè)尖牙的局部坐標系與左側(cè)尖牙不同（圖2a和2b）。在這項研究中，臨床上表達的負荷系統(tǒng)是有意義的，并且側(cè)面不是一個受控參數(shù)，因為傾斜或平移被隨機分配到每一側(cè)。因此，使用左側(cè)臨床使用的坐標系來描述結(jié)果。

對于每個治療時間間隔，在每個治療期后制造丙烯酸模型，并在每個尖牙處彎曲一個新的T曲，并使用OFT進行調(diào)整。并記錄治療后IBD。對于先前治療的T曲恢復并安裝在治療后丙烯酸模型上，使用OFT測量殘余負載系統(tǒng)。目視檢查恢復后的T曲是否有永久變形的跡象或由于移除造成的其他損壞。這項研究排除了受損的T曲。因此，記錄了初始和剩余負載系統(tǒng)。

結(jié)果

六個負載組件的安裝和儀器誤差如表1所示。關(guān)鍵負載組件Fy，Mx和Mz的最大標準偏差分別僅為1％，1％和3％，這意味著測量值為是一致的。

只有CT組的9個T曲和TR組的11個T曲通過了視覺檢查。由于個體差異，本研究中的初始IBD范圍為16.4-24.4mm。 IBD每次治療間隔的降低幅度為0.3至1.9毫米（平均1.23毫米）。盡管標準是治療間隔為1毫米尖牙移動，但間距較大時會導致較大的IBD減少。測量初始和剩余負荷系統(tǒng)，表2.兩側(cè)的負荷系統(tǒng)按照相同的慣例表示。正y軸對應于內(nèi)收（遠端）方向，正x代表頰側(cè)方向，正z軸對應于牙齦方向。正Mx向提示冠遠中傾斜，正My向提示冠舌側(cè)傾斜，而正Mz向提示冠遠中旋轉(zhuǎn)。因此，-Mx是防傾斜力矩。初始內(nèi)收力Fy為124.4±3.3cN。在內(nèi)收平面上，TR的初始防傾斜力矩Mx為-780±0.8cN-mm，CT為-340±1.1cN-mm。因此，在方法中描述的M / F減小后，最初的Mx / Fy對于TR為-6.3±0.8mm，對于CT為-2.8±0.9mm。

首先比較兩組之間的負載系統(tǒng)。統(tǒng)計上，在力量下降方面沒有顯著差異（p = 0.4046），但在CT和TR組之間瞬間下降有顯著差異（p = 0.02037）。在每個治療間隔結(jié)束時，CT組的牽引力下降到58.5±20.6 cN（殘余力），TR組的牽引力下降到55.6±26.6 cN。 CT組的平均初始抗傾斜力矩Mx為140±130cN-mm，降至-200cN-mm（殘余力矩）;在TR組為250±150cN-mm，降至-530cN-mm。因此，CT組的平均Mx / Fy下降為1.1±2.3mm;在TR組是4.0±3.6mm。在其他方向，如內(nèi)收力，初始載荷分量是相同的，因此兩組的數(shù)據(jù)相結(jié)合。頰舌力Fx從-5.6±17.5 cN（舌側(cè)）變?yōu)?±24.9 cN（頰側(cè)）;咬合-牙齦力Fz從4.7±11.9cN至3.4±17.9cN（壓低）;抗傾斜力矩My，頰舌方向從60±180 N-mm到50±180 cN-mm（舌側(cè)傾斜）;和抗旋轉(zhuǎn)力矩Mz從-580±190cN-mm到-520±240cN-mm（冠近中旋轉(zhuǎn)）。

內(nèi)收力Fy隨著IBD的減小而減小。圖6顯示了每個曲的IBD降低與力下降的關(guān)系。

兩組的力下降與IBD變化的線性回歸估計為：

每個IBD減小階段平均內(nèi)收力下降為：CT組26.7 cN/mm，TR組44.9 cN/mm，表示每減小1mmIBD，內(nèi)收力在CT組下降20%，在TR組下降36%。測定系數(shù)（R2）分別為0.3714和0.5575。該系數(shù)在0和1之間，數(shù)值越高，相關(guān)性越強。

同樣，抗傾斜力矩Mx也隨著IDB的減小而減少（圖7）。

抗力矩下降與IDB下降的線性回歸表達為：

每1mm IBD減小，CT組平均抗傾斜力矩下降大約為2cN-mm / mm，而TR為144cN-mm / mm，每1mm IBD下降18％。

相反，Mx / Fy比率隨著IDB的減少而增加（圖8）。

抗力矩下降與IDB下降的線性回歸表達為：

每次IBD降低，平均M / F增加在CT為1.25 mm / mm，TR為6.34 mm / mm。

結(jié)論

1.尖牙內(nèi)收過程中尖牙位置的臨床變化可顯著影響輸送至牙齒的負荷系統(tǒng)。

2.在尖牙內(nèi)收過程中，內(nèi)收力比抗傾斜力矩下降得更快，這導致M / F增加。

3.內(nèi)收平面外的負載分量存在并發(fā)生變化，這會導致內(nèi)收平面外運動。

4.初始M / F比需要低于目標值才能達到預期效果，可以是預期的M / F的1/2。

5.初始力需要更大以確保在治療期間剩余力有效。該值取決于與預期牙齒移動水平相關(guān)的力量下降。

來源：浙一口腔正畸林軍