霍冬蕊，靳雪，劉甜爽，夏慧敏，侯彥

（河北醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院/口腔醫(yī)院正畸科，河北省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊）

0 引言

上頜擴(kuò)弓技術(shù)是于1860 年由Angell 醫(yī)師提出的一種正畸矯治方法[1]，在臨床解決上頜橫向發(fā)育不足中得以廣泛應(yīng)用。其原理實(shí)際上是骨組織的改建，通過(guò)擴(kuò)弓矯治器對(duì)上頜施加橫向的矯形力，抵抗腭中縫組織的生物結(jié)合力，使骨組織分離。同時(shí)，引發(fā)一系列生物學(xué)反應(yīng)，如破骨細(xì)胞活化促進(jìn)骨吸收，骨膜細(xì)胞增殖促進(jìn)骨及軟骨的形成[2]等，從而促進(jìn)上頜骨橫向發(fā)育。根據(jù)上頜擴(kuò)弓速度的不同，分為快速擴(kuò)弓和慢速擴(kuò)弓。一般快速擴(kuò)弓適用于處于生長(zhǎng)發(fā)育高峰期的兒童，慢速擴(kuò)弓適用于已過(guò)生長(zhǎng)發(fā)育高峰期的患者。相比之下，慢速擴(kuò)弓對(duì)腭部組織損傷較小，復(fù)發(fā)較少，有利于矯治后的穩(wěn)定[3]。而快速擴(kuò)弓可產(chǎn)生更多的骨性效應(yīng)，利于后牙的整體移動(dòng)，更適合治療生長(zhǎng)發(fā)育期牙弓狹窄的患者[3]。上頜擴(kuò)弓是正畸臨床矯治過(guò)程中常見(jiàn)的一種治療方法，本文對(duì)常見(jiàn)矯治器的擴(kuò)弓原理、矯治效果、應(yīng)用以及擴(kuò)弓矯治技術(shù)在臨床上的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 常見(jiàn)擴(kuò)弓器

1.1 Frankel 矯治器

Frankel 矯治器又稱功能調(diào)節(jié)器，是德國(guó)人R.Frankel 在19 世紀(jì)60 年代發(fā)明的一種可摘矯治器[4]，經(jīng)改進(jìn)后成為臨床常用的功能性矯治器之一。這類矯治器主要的作用部位在口腔前庭，利用頰屏、唇擋, 解除頰側(cè)軟組織對(duì)牙和牙槽骨的壓力，促使舌對(duì)前磨牙以及上下頜磨牙持續(xù)施壓，使牙齒向頰側(cè)方向移動(dòng)；通過(guò)改變口周肌的動(dòng)力平衡，牽拉粘膜及其下部的骨膜組織，使骨沉積增加，刺激牙槽骨生長(zhǎng)[5], 從而擴(kuò)展牙弓，達(dá)到擴(kuò)弓的作用。

Frankel 矯治器主要適用于口面肌功能異常所引起的功能性錯(cuò)牙合畸形，能夠較好地利用自然力。通過(guò)擴(kuò)大牙弓，促進(jìn)頜骨及前庭溝處牙槽骨最大程度的發(fā)育，改善頜骨及牙槽骨基部的外觀，恢復(fù)口頜系統(tǒng)的功能。但此類矯治器應(yīng)用在口腔內(nèi)具有一定的不足，容易引發(fā)一系列靜止性反射，且結(jié)構(gòu)易損壞、不結(jié)實(shí)，需要患者的配合, 增加了治療的不確定性。

此類矯治器可用于矯正替牙期患者頜間關(guān)系不調(diào)（長(zhǎng)度、寬度不調(diào)），治療安氏Ⅱ、Ⅲ類錯(cuò)牙合畸形，不適用矯治牙齒錯(cuò)位、牙列擁擠等問(wèn)題。

1.2 Hyrax 矯治器

Hyrax 矯治器是一種牙支持式矯治器，一般是作用于上頜后牙區(qū)段，將上頜第一磨牙和第一前磨牙作為支抗牙，并裝置帶環(huán)，將帶環(huán)與螺旋擴(kuò)弓器通過(guò)焊接桿相連, 利用螺旋擴(kuò)弓器的開(kāi)大作用, 將矯形力傳導(dǎo)至腭中縫，使腭中縫被打開(kāi)，從而促進(jìn)骨縫內(nèi)新骨的沉積[6]，引起腭部骨組織的改建。同時(shí)牙槽等組織發(fā)生腭向改建，促進(jìn)牙齒的頰向移動(dòng)[5]，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大上頜牙弓的目的。

Hyrax 矯治器體積小、容易清潔，并且不會(huì)壓迫上腭黏膜。但缺點(diǎn)是可能引發(fā)牙槽骨的吸收和彎曲、牙齦退縮等不良反應(yīng), 且必須在患者雙側(cè)上頜第一磨牙和第一前磨牙完全萌出后使用[7]。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,應(yīng)用此類擴(kuò)弓器治療,會(huì)伴有支抗牙的輕度頰傾[8]。

通過(guò)臨床實(shí)驗(yàn)，冶錄平[9]等認(rèn)為, Hyrax 進(jìn)行慢速擴(kuò)弓，更符合生理特性, 對(duì)頰側(cè)骨質(zhì)厚度的影響也較小, 這與Lagravere[10]等也通過(guò)研究證實(shí)了這一點(diǎn)。

該矯治器通過(guò)擴(kuò)弓矯治，可以治療牙列擁擠或嚴(yán)重寬度不調(diào)、后牙反牙合、上頜發(fā)育不足以及需要進(jìn)行前方牽引的安氏Ⅲ類。

由于Hyrax 矯治器利用支抗牙進(jìn)行擴(kuò)弓時(shí)，產(chǎn)生牙齒頰側(cè)傾斜的程度較大，于是通過(guò)改良設(shè)計(jì)出了Haas矯治器。

1.3 Haas 矯治器

Haas 矯治器是由Dr.Haas 于1961 年設(shè)計(jì)制作的一種帶有樹(shù)脂基托的固定螺旋快速擴(kuò)弓器,由帶環(huán)、塑料基托、焊接桿以及螺旋擴(kuò)弓器組成[1]，分為帶環(huán)式和鑄造式。其擴(kuò)弓原理是通過(guò)對(duì)牙周膜施加壓力，使牙槽突彎曲、支抗牙傾斜。當(dāng)施加在牙齒和上領(lǐng)牙槽突的壓力大于牙移動(dòng)所需的力時(shí)，這個(gè)壓力就會(huì)作為矯形力，打開(kāi)腭中縫，上頜得以快速擴(kuò)弓[5]。

Haas 矯治器作為一種牙和骨共同支持式矯治器，施加在兩側(cè)牙槽突上的作用力分布平行均勻，利于上頜骨快速開(kāi)展。但由于其擴(kuò)弓螺旋彈簧較小，所以適用于較狹窄的上頜牙弓。同時(shí)可能會(huì)對(duì)腭黏膜造成損傷, 患者舒適度較差[11]。

Haas 矯治器可以通過(guò)擴(kuò)弓，有效矯治牙列嚴(yán)重?fù)頂D或嚴(yán)重寬度不調(diào)、牙弓狹窄、后牙反牙合等問(wèn)題。如通過(guò)擴(kuò)大牙弓，促進(jìn)頜骨及前庭溝處牙槽骨最大程度的發(fā)育，恢復(fù)口頜系統(tǒng)的功能；安氏Ⅰ類錯(cuò)牙合可通過(guò)快速擴(kuò)弓獲得間隙，從而排齊牙列；安氏Ⅲ類錯(cuò)牙合患者在后牙基骨寬度合適的情況下，可進(jìn)行Haas 快速擴(kuò)弓矯治[11]。

1.4 微種植釘輔助上頜快速擴(kuò)弓器

微種植釘輔助上頜快速擴(kuò)弓器(Microimplantassisted rapid palatal Expansion, MARPE) 是上頜快速擴(kuò)弓器(Rapid palatal expansion,RPE) 的改選裝置，將微種植釘支抗技術(shù)與上頜快速擴(kuò)弓技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)骨性支抗的作用擴(kuò)展腭中縫，達(dá)到擴(kuò)弓的目的。

其擴(kuò)弓的療效可以維持長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，牙槽骨可以隨牙齒位置的變化而發(fā)生改建，同時(shí)對(duì)牙槽骨高度降低、牙齒頰傾等牙齒牙周產(chǎn)生的副作用較小[12]，能夠減少支抗牙的牙齒傾斜。2010 年，Lee[13]等首次提出利用微種植釘輔助上頜快速擴(kuò)弓器非手術(shù)治療成人重度MTD 的矯治方法，Choi[14]等通過(guò)臨床研究證實(shí)了這一點(diǎn)。韓鈺[12]經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用MARPE 治療后，上頜第一磨牙間寬度增加了約6.57mm,上頜第一磨牙區(qū)域牙槽骨間寬度增加了約2.62mm。

黃河是中國(guó)第二大河，是世界上復(fù)雜難治的河流之最，黃河流域水安全問(wèn)題也是中國(guó)水安全問(wèn)題的縮影。黃河流域水資源保護(hù)局局長(zhǎng)司毅銘介紹了黃河流域?qū)嵤┧δ軈^(qū)限制納污紅線管理的整體構(gòu)想與初步實(shí)踐。

該矯治器主要矯治上頜橫向發(fā)育不足，可以有效開(kāi)展青少年和年輕成人的腭中縫, 矯正骨性牙弓狹窄，對(duì)于生長(zhǎng)發(fā)育晚期的患者依然能取得骨性擴(kuò)弓療效。

1.5 上頜骨性擴(kuò)弓器（Maxillary skelet al expander,MSE）

美國(guó)加利福尼亞大學(xué)Won Moon 教授制造了上頜骨性擴(kuò)弓器并將其命名MSE。MSE 的擴(kuò)弓矯治原理是將4 枚足夠抗彎的微種植釘作為骨性支抗，植入硬腭骨板靠近腭中縫處，同時(shí)螺旋擴(kuò)大器在顎骨板處施加矯形力，產(chǎn)生水平方向的作用力，快速打開(kāi)腭縫，促進(jìn)新骨沉積[15],從而擴(kuò)展上頜牙弓的寬度。

相比Hyrax 矯治器、Haas 矯治器，MSE 的最大特點(diǎn)是對(duì)患者的年齡沒(méi)有限制，即不僅可以矯治兒童患者，也可以矯治成人患者（即腭中縫已閉合），同時(shí)可以對(duì)上頜骨產(chǎn)生更多的骨性效應(yīng)。楊陽(yáng)[16]等通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MSE 打開(kāi)成人腭中縫的成功率較高并且骨性效應(yīng)較明顯，這與Cantarella[17]等研究結(jié)果一致。而Hyrax 矯治器、Hass 矯治器只適用于矯治腭中縫生理性沒(méi)閉合的患者，且只能產(chǎn)生50%的骨性效應(yīng)，另外50%為牙性效應(yīng)。黃金通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，得出結(jié)果為MSE 螺旋擴(kuò)大器平均打開(kāi)4.91±1.06mm 后，上頜骨腭中縫尖牙、磨牙水平寬度增加量分別為3.08±1.48mm和2.62±1.06mm；上頜尖牙間寬度增加2.03±1.12mm,上頜第一磨牙間寬度增加 4.28±1.56mm[18]。從而得出結(jié)論：成人上頜骨寬度不足的患者，在進(jìn)行MSE 矯治后，腭中縫可以成功打開(kāi)，解決上頜寬度不足的問(wèn)題。

上頜骨性擴(kuò)弓器可進(jìn)行成人快速腭中縫擴(kuò)弓，有效矯治成人上頜寬度不足、上頜骨性狹窄等問(wèn)題。

1.6 四眼簧固定擴(kuò)弓矯治器 (Quad-Helix 矯治器)

Quad-Helix 矯治器起源于 20 世紀(jì) 70 年代，由Ricketts 將上頜磨牙處的帶環(huán)與W 型彈簧前后安置的螺旋圈相連接而制成[19]。相對(duì)于Hyrax 矯治器和Haas 矯治器, 擴(kuò)弓方式主要以慢速擴(kuò)弓為主。其擴(kuò)弓原理是對(duì)牙弓施加持續(xù)的橫向力，使牙周腭部組織拉伸，導(dǎo)致上頜后牙頰向傾斜，引發(fā)頰側(cè)骨吸收、牙移動(dòng)。當(dāng)此橫向力抵抗腭中縫組織的生物結(jié)合力時(shí)，腭中縫被打開(kāi)，導(dǎo)致上頜牙弓的擴(kuò)大。張?jiān)绿m等[20]通過(guò)研究認(rèn)為用Quad-Helix 矯治器進(jìn)行擴(kuò)弓，主要導(dǎo)致牙齒的頰向傾斜，并驗(yàn)證此結(jié)果與年齡因素有關(guān)。

Quad-Helix 矯治器加力方式較靈活,可以不對(duì)稱加力, 進(jìn)行個(gè)性化調(diào)整，使矯形力保持穩(wěn)定持久[21]。由于矯治器置于腭側(cè), 所以不會(huì)影響同期位于頰側(cè)托槽對(duì)牙齒的調(diào)整。其擴(kuò)弓效果良好，通過(guò)用Quad-Helix 矯治器進(jìn)行上頜擴(kuò)弓，F(xiàn)rank 和Enge[22]發(fā)現(xiàn)腭中縫的打開(kāi)與磨牙間的寬度比值為6:1, 即腭中縫每打開(kāi)1mm, 牙齒會(huì)移動(dòng)大約6mm。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，廖明華[23]等發(fā)現(xiàn)使用Quad-Helix 矯治器治療后, 反牙合得到了矯正，且替牙期患者頜骨基骨寬度有變化, 恒牙期患者變化不明顯。

該矯治器對(duì)磨牙間距不足、上頜牙弓狹窄所致的替牙期和恒牙早期后牙反牙合等情況有良好的矯治效果。

1.7 無(wú)托槽隱形矯治器

隨著圖像采集處理技術(shù)、三維成像技術(shù)等發(fā)展，數(shù)字化廣泛應(yīng)用在口腔正畸學(xué)領(lǐng)域，其中最典型的應(yīng)用為無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)。無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)是20世紀(jì)90 年代后期，首先在美國(guó)出現(xiàn)的一種新型牙頜畸形矯治技術(shù)。

無(wú)托槽隱形矯治器是基于三維數(shù)字化牙頜模型的采集建立、分析診斷、矯治方案的設(shè)計(jì)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助制作出一系列透明的活動(dòng)矯治器。在制作時(shí)預(yù)置擴(kuò)大量, 患者按順序戴用矯治器就可以起到擴(kuò)弓作用。其擴(kuò)弓主要是通過(guò)牙齒的頰傾、位移和牙槽骨的組織改建來(lái)實(shí)現(xiàn)的[1]。

無(wú)托槽隱形矯治器的擴(kuò)弓效果主要集中在前磨牙區(qū), 而磨牙區(qū)的效果相對(duì)較弱, 并且由前向后擴(kuò)弓效率逐漸減小，趙祥[24]等通過(guò)研究31 例患者認(rèn)為這可能和矯治器在前磨牙到磨牙區(qū)力量的衰弱以及后牙區(qū)牙周膜面積較大有關(guān)。Houle[25]等在研究64 例成年患者擴(kuò)弓情況后，發(fā)現(xiàn) Invisalign 擴(kuò)弓效率上頜為72.8%。Solano-Mendoza[26]等認(rèn)為Invisalign 矯治器雖然有明顯的上頜擴(kuò)弓效應(yīng)，但相比預(yù)期位移量，牙齒的實(shí)際位移量存在“滯后性”。朱雯雯[27]通過(guò)研究認(rèn)為國(guó)產(chǎn)隱形矯治器可以矯治成人牙齒的輕中度擁擠，矯治器對(duì)牙齒控根移動(dòng)的功能較差，但傾斜移動(dòng)的效果較好，且越靠近牙弓后段擴(kuò)弓精確度越低。

無(wú)托槽隱形矯治器順應(yīng)了人們對(duì)舒適性、美觀性、便捷性的要求，主要適用于矯治輕中度牙列擁擠。在排齊牙列、關(guān)閉少量牙間隙、牙齒傾斜移動(dòng)等方面的效果也比較理想。經(jīng)研究其無(wú)法解決骨性橫向?qū)挾炔徽{(diào)的問(wèn)題。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善，未來(lái)的隱形矯治技術(shù)一定能解決更多的臨床問(wèn)題，推動(dòng)口腔正畸的新發(fā)展。

2 擴(kuò)弓矯治技術(shù)在臨床上的應(yīng)用

2.1 牙列擁擠

牙列擁擠是臨床常見(jiàn)的錯(cuò) 畸形，一般通過(guò)減少牙量或增加骨量解除牙列擁擠。增加骨量的方法包括擴(kuò)展牙弓寬度，推磨牙向遠(yuǎn)中移動(dòng)、頰向擴(kuò)大牙弓[28]等。

牙列擁擠的矯治方法，在長(zhǎng)度上推磨牙向遠(yuǎn)中移動(dòng)所應(yīng)用的矯治器如口外弓和擺式矯治器；從寬度上利用螺旋矯治器進(jìn)行快速擴(kuò)弓，利用上頜分裂基托矯治器、四角簧矯治器等進(jìn)行慢速擴(kuò)弓，從而頰向擴(kuò)大牙弓解除牙列擁擠。隨后，臨床上出現(xiàn)了自鎖直絲弓矯治技術(shù)、無(wú)托槽矯治技術(shù)等擴(kuò)弓矯治方法，滿足了患者對(duì)矯治器舒適度和美觀性的要求。

2.2 反牙合

青少年患者由于上頜發(fā)育不足，通常是利用合墊配合面具進(jìn)行前方牽引來(lái)治療骨性反牙合。但由于支抗不足，會(huì)引發(fā)磨牙傾斜、上頜出現(xiàn)代償過(guò)度所導(dǎo)致的上前牙唇傾等，增加了后期擴(kuò)弓的難度。此時(shí)利用微種植釘輔助上頜快速擴(kuò)弓器進(jìn)行前方牽引可以避免上述情況的發(fā)生。

后牙反牙合分為單側(cè)后牙反牙合和雙側(cè)后牙反牙合。雙側(cè)后牙反牙合可通過(guò)Haas 矯治器、Hyrax 矯治器打開(kāi)腭中縫，增加上頜的骨量，從而開(kāi)展上頜的寬度；還可以使用牙弓開(kāi)展的方法，利用四眼簧固定擴(kuò)弓矯治器、分裂基托矯治器調(diào)整上頜牙弓的寬度。反牙合不嚴(yán)重的患者在使用固定矯治器進(jìn)行矯治的同時(shí)，可以使用頰側(cè)的擴(kuò)弓輔弓裝置進(jìn)行擴(kuò)弓。

2.3 上頜骨寬度不足

上頜骨寬度不足(Maxillary transverse deficiency,MTD) 主要是指上頜基骨的寬度狹窄。在青少年中發(fā)生率為2.7%～23.3%[29]，成人中發(fā)生率約為9.4%[30]。臨床常表現(xiàn)為腭蓋高拱、上頜“V”字型牙弓等，在安氏I 類、 II 類、Ⅲ類錯(cuò)牙合畸形中均有發(fā)生[31-33]。

患者可通過(guò)Hyrax 矯治器、Haas 矯治器、微種植釘輔助上頜快速擴(kuò)弓器等進(jìn)行擴(kuò)弓矯治，應(yīng)用上頜骨性擴(kuò)弓器（MSE）打開(kāi)4.91±1.06mm，上頜骨腭中縫尖牙、磨牙水平寬度增加量分別為3.08±1.48mm,2.62±1.06mm[34]。恒牙期唇腭裂患者普遍存在上頜骨寬度不足的問(wèn)題，在牙槽突植骨術(shù)前的正畸治療中，大多采用固定矯正器并根據(jù)病情配合使用擴(kuò)弓輔弓或四角舌弓，從而達(dá)到擴(kuò)弓的目的，提高牙槽突植骨的成功率。同時(shí)應(yīng)該盡量減少擴(kuò)弓的幅度以降低唇腭裂患者上頜擴(kuò)弓的復(fù)發(fā)。

3 總結(jié)

隨著科技飛速發(fā)展，生活水平逐漸提高，口腔正畸矯治逐漸受到大量的關(guān)注。其中，以上頜擴(kuò)弓為例，在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用，如牙列擁擠、上頜骨寬度不足、后牙反牙合等錯(cuò)牙合畸形，通過(guò)擴(kuò)弓矯治，能夠得到顯著的改善。同時(shí)，在上頜擴(kuò)弓矯治方面所應(yīng)用的矯治器及技術(shù)，也在不斷地發(fā)展和完善，從功能性矯治器到數(shù)字化隱形矯治器，逐漸適用于患者的需求以及相關(guān)治療，因癥施力從而得到較好的矯治效果。各矯治器各有利弊，如何利用其矯治優(yōu)點(diǎn)揚(yáng)長(zhǎng)避短，在臨床上針對(duì)不同情況的患者進(jìn)行治療，從而達(dá)到良好的矯治效果，這是是我們今后需要不斷努力的方向。