王文芳，陳曦

1西安交通大學(xué)口腔醫(yī)院陜西省顱頜面精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710000；2西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院口腔科，陜西 西安 710000

錯(cuò) 畸形被世界衛(wèi)生組織列為口腔三大疾病之一，其患病率高，危害大，而正畸矯治是其有效的治療手段。正畸力作用于牙周膜和牙槽骨，張力側(cè)骨沉積，壓力側(cè)骨吸收，是正畸牙移動(dòng)的生物學(xué)基礎(chǔ)，這其中涉及復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[1]，其轉(zhuǎn)導(dǎo)效率決定了正畸牙移動(dòng)速度[2]。傳統(tǒng)正畸治療通常需要2年左右的時(shí)間，漫長(zhǎng)的矯治周期增加了齲病、牙周炎和牙根吸收等風(fēng)險(xiǎn)[3]。因此，加速正畸牙移動(dòng)一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者們不斷探索的課題。減阻牙周膜牽張成骨(亦稱為“牙周膜牽張成骨”“牙周膜牽引成骨”“牙周膜牽張”“減阻牽張成骨”等)借鑒了骨縫牽張成骨的理念，最早由Liou和Huang在1998年提出[4]。研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)正畸方法相比，減阻牙周膜牽張成骨術(shù)可明顯加速牙周組織重塑及正畸牙移動(dòng)，且不會(huì)導(dǎo)致牙根吸收、牙齒松動(dòng)和支抗丟失等[5-7]。但是由于需要手動(dòng)加力、依賴患者依從性、施加力量大、患者舒適感差，一直以來(lái)該技術(shù)在臨床上的使用甚少。近年來(lái)關(guān)于機(jī)械力下牙周組織重建的生物學(xué)機(jī)制研究逐步深入，使我們對(duì)這一技術(shù)原理的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深刻。同時(shí)，精準(zhǔn)測(cè)控和自動(dòng)牽張裝置的研發(fā)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，逐漸可以攻克減阻牙周膜牽張成骨術(shù)以往加力大、加力難的技術(shù)缺陷。本文就減阻牙周膜牽張成骨術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史、重要技術(shù)參數(shù)、分子生物學(xué)機(jī)制及組織學(xué)特點(diǎn)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與革新等進(jìn)行綜述，旨在全面總結(jié)減阻牙周膜牽張成骨術(shù)的研究進(jìn)展，為加速正畸牙移動(dòng)的技術(shù)革新和臨床應(yīng)用提供參考。

1 發(fā)展簡(jiǎn)史

20世紀(jì)初Codivilla[8]提出，骨在牽引力作用下可形成新骨，即牽張成骨術(shù)。牽張成骨是將骨截為兩段，保留骨膜、軟組織附著及血供，用牽張器固定，施加一定速度和頻率的牽拉力，刺激新骨生成，以實(shí)現(xiàn)骨的延長(zhǎng)及骨缺損的修復(fù)。牽張成骨的生物學(xué)原理符合骨痂愈合機(jī)制，涉及骨膜成骨和軟骨內(nèi)化骨，目前主流的觀點(diǎn)是骨膜成骨占主導(dǎo)地位[9]。如今，牽張成骨的應(yīng)用范圍已從四肢長(zhǎng)骨拓展到全身骨骼，包括口腔頜面部[10]。

顱面部有很多天然的骨縫。骨縫組織包括纖維、基質(zhì)、細(xì)胞、血管等，可看作兩層相互融合的骨膜。通過(guò)牽張裝置給骨縫兩側(cè)的骨施加牽張力，即經(jīng)縫牽張術(shù)，與截骨牽張成骨術(shù)相比，避免了截骨，具有創(chuàng)傷小、手術(shù)簡(jiǎn)單、術(shù)后可即刻牽引等優(yōu)勢(shì)，已在臨床普遍應(yīng)用，尤其是對(duì)腭中縫的快速牽引(即快速擴(kuò)弓)已成為口腔臨床的常規(guī)操作之一。

牙周膜是位于牙根與牙槽骨之間的致密結(jié)締組織，與腭中縫的組織結(jié)構(gòu)類(lèi)似，此外牙周膜中含有豐富的未分化間充質(zhì)細(xì)胞，被稱為牙周膜干細(xì)胞，其成骨改建更為活躍。1998年，Liou和Huang[4]首次對(duì)正畸患者采用減阻牙周膜牽張成骨術(shù)，實(shí)現(xiàn)了尖牙的快速遠(yuǎn)中移動(dòng)，3周內(nèi)尖牙平均遠(yuǎn)移6.5 mm，比傳統(tǒng)正畸牙移動(dòng)速度提高了近10倍，且未發(fā)現(xiàn)明顯牙根吸收、牙周缺損及牙髓病變等并發(fā)癥。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究結(jié)果均提示減阻牙周膜牽張成骨是安全有效的加速正畸牙移動(dòng)的方法[5-7,11-13]。

減阻牙周膜牽張成骨術(shù)主要應(yīng)用于拔除第一前磨牙，希望尖牙快速遠(yuǎn)移的病例。因其在支抗保護(hù)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，尤其適用于需要強(qiáng)支抗的患者。術(shù)前給患者制取印模，在體外為尖牙和第一磨牙鑄造帶環(huán)，在二者之間焊接螺旋牽張器(可用成品快速擴(kuò)弓器)。拔除第一雙尖牙的同時(shí)，去除尖牙遠(yuǎn)中的部分牙槽間隔，以減小牙槽間隔的厚度，并在拔牙窩底與剩余牙槽間隔相接處的近中頰、舌側(cè)各鑿一條斜向尖牙根尖的減阻溝槽。術(shù)后即刻牽引，患者按照要求自行手動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺簧。需要注意的是，若將拔牙窩頰側(cè)骨板全部去除，并圍繞尖牙牙根頰側(cè)及根尖行骨皮質(zhì)切開(kāi)，僅保留完整的腭側(cè)骨板，則為牙槽骨牽張成骨術(shù)[14]，因該術(shù)式手術(shù)創(chuàng)傷大，臨床應(yīng)用仍有爭(zhēng)議[15]，有別于減阻牙周膜牽張成骨術(shù)，故不在本綜述之列。

2 重要技術(shù)參數(shù)

牽張速度、牽張頻率、牽張力值是影響減阻牙周膜牽張成骨術(shù)牽引效果的重要參數(shù)。

2.1 牽張速度 即每天的牽張量。對(duì)于長(zhǎng)骨牽張成骨的研究表明，牽張速度＆gt;1.5 mm/d時(shí)，局部血供減少，成骨反應(yīng)減慢，骨不完全聯(lián)合；而每天牽引0.5 mm時(shí)，骨形成率低，骨提早聯(lián)合[16]。黃麗等[17]對(duì)減阻牙周膜牽張成骨術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，在1次/d的牽張頻率下，隨著牽張速度的加快，牙移動(dòng)速度相應(yīng)加快；然而，當(dāng)牽張速度加快至1.0 mm/d時(shí)，牙周纖維斷裂，牙周組織發(fā)生永久性損傷。牙周纖維超出彈性極限后，骨形成就會(huì)受到抑制[18]。因此，目前主流的減阻牙周膜牽張成骨術(shù)均采取0.5～1.0 mm/d的牽張速度。

2.2 牽張頻率 關(guān)于長(zhǎng)骨牽張成骨的研究普遍認(rèn)為，當(dāng)牽張速度一定時(shí)，牽張頻率越高，組織再生越活躍。骨小梁對(duì)機(jī)械力的適應(yīng)呈對(duì)數(shù)依賴于負(fù)載頻率，當(dāng)頻率低于一定閾值時(shí)，骨的分解代謝會(huì)大于合成代謝[19]。隨著機(jī)械牽張頻率的增加，成骨反應(yīng)的應(yīng)變閾值減小[20]。然而，Engebretson等[21]對(duì)組織工程肌腱結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)，肌腱結(jié)構(gòu)的良好改建需要較小的牽引頻率。限于傳統(tǒng)手動(dòng)加力裝置對(duì)加力頻次的限制，目前國(guó)內(nèi)外減阻牙周膜牽張成骨術(shù)主要采取2～4次/d的牽張頻率。一直以來(lái)，不少學(xué)者致力于自動(dòng)牽張裝置的研發(fā)，使高頻率牽張成為可能，已有研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)牽張較周期性間斷牽張更有利于骨形成[22]。

2.3 牽張力值 實(shí)際應(yīng)用中，很難測(cè)定牽張力大小，主要對(duì)牽張速度和牽張頻率做調(diào)節(jié)。當(dāng)牽張速度恒定時(shí)，牽張頻率越高，產(chǎn)生的牽引力越小。當(dāng)牽張頻率恒定時(shí)，牽張速度越快，則意味著牽引力越大。據(jù)報(bào)道，高強(qiáng)度拉伸應(yīng)變刺激會(huì)誘導(dǎo)牙周膜成纖維細(xì)胞的自噬和死亡，而低強(qiáng)度的拉伸應(yīng)變則更有利于細(xì)胞對(duì)機(jī)械刺激做出適應(yīng)性反應(yīng)[23]。此外，研究發(fā)現(xiàn)低幅高頻振動(dòng)有利于牙周組織改建[24]，目前已有相應(yīng)的臨床產(chǎn)品問(wèn)世。低幅高頻振動(dòng)的機(jī)械振動(dòng)方向是咬合力方向，與正畸牙移動(dòng)方向垂直，而減阻牙周膜牽張成骨術(shù)的牽張力方向與正畸牙移動(dòng)方向平行，因此低幅高頻加速骨改建的結(jié)論是否同樣適用于減阻牙周膜牽張成骨術(shù)尚需進(jìn)一步研究證實(shí)。近年來(lái)，隨著傳感器技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)者們不斷嘗試精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)地測(cè)控施加力值[25]。

3 分子生物學(xué)機(jī)制及組織學(xué)特點(diǎn)

3.1 壓力側(cè) 正畸牙移動(dòng)的速度直接取決于壓力側(cè)破骨活動(dòng)的快慢。壓力側(cè)的牙周膜受擠壓而緊縮，牙周間隙變窄，血管受壓血流量減少，牙周膜介導(dǎo)的假炎癥反應(yīng)可誘導(dǎo)白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-6和環(huán)氧化酶(COX)的表達(dá)增加，促進(jìn)膠原纖維和基質(zhì)降解[26]；同時(shí)，前列腺素E2(PGE2)明顯增加，使核因子κB(NF-κB)配體受體激活因子(RANKL)的表達(dá)增加，骨保護(hù)素(OPG)的表達(dá)減少，從而促進(jìn)破骨細(xì)胞分化和破骨功能增強(qiáng)[27]。破骨細(xì)胞清晰區(qū)的胞膜通過(guò)整合素與骨基質(zhì)緊密附著，形成封閉區(qū)，后者通過(guò)褶皺緣進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)交換，在破骨細(xì)胞分泌的酸和各種酶作用下，骨基質(zhì)被降解，最終形成骨吸收陷窩。整合素-局灶黏附激酶(FAK)復(fù)合物在牙周膜細(xì)胞中起機(jī)械感受器的作用，可調(diào)節(jié)壓縮應(yīng)激誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)、腫瘤壞死因子(TNF)-α、RANKL和OPG的表達(dá)[28]。在機(jī)械力作用下，PGE2/COX、β2-腎上腺素能受體(Adrb2)、壓電型機(jī)械敏感離子通道組件1(Piezo1)通路、Notch信號(hào)通路和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)信號(hào)通路等諸多破骨信號(hào)通路和分子被激活，共同作用于下游靶點(diǎn)RANKL/OPG系統(tǒng)[29]。Li等[30]發(fā)現(xiàn)，叉頭框蛋白M1(FOXM1)也是人牙周膜細(xì)胞中的機(jī)械響應(yīng)基因，抑制FOXM1的表達(dá)可促進(jìn)破骨細(xì)胞分化及RANKL/OPG的上調(diào)?？傊?，牙周膜細(xì)胞可通過(guò)調(diào)節(jié)各種信號(hào)分子的表達(dá)介導(dǎo)正畸牙移動(dòng)，這一生物學(xué)過(guò)程主要受機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控，而牙周血管收縮引起的低氧效應(yīng)起次要作用[31]。

減阻牙周膜牽張成骨術(shù)由于采取了減阻措施，尖牙遠(yuǎn)中牙槽間隔變得脆弱，在牽張力下彎曲折斷，從而使牙-牙槽間隔整體快速移向拔牙窩，牙齒初始位移大。而且，由于尖牙遠(yuǎn)中牙槽間隔部分被去除，壓力側(cè)阻力減小，玻璃樣變減少，破骨細(xì)胞活躍[5]，減阻手術(shù)的微創(chuàng)傷引起區(qū)域加速現(xiàn)象[32]，因此，牙移動(dòng)停滯期很短或無(wú)停滯期，從而使尖牙遠(yuǎn)中移動(dòng)的整個(gè)過(guò)程加快，3周內(nèi)即可完成5 mm以上的牙齒移動(dòng)[11]。Karacay等[33]研究發(fā)現(xiàn)，減阻牙周膜牽張成骨術(shù)可能通過(guò)調(diào)節(jié)TNF-α的釋放，促進(jìn)壓力側(cè)骨吸收。此外，由于減阻手術(shù)使尖牙阻抗中心更接近牙冠，也有利于尖牙的整體移動(dòng)[34]。

3.2 張力側(cè) 張力側(cè)的成骨改建是牙齒快速移動(dòng)的支撐，否則會(huì)導(dǎo)致牙齒松動(dòng)和脫落。張力側(cè)牙周膜纖維拉伸變長(zhǎng)，可使牙周膜間隙增寬，膠原纖維和基質(zhì)增生，最終使成纖維細(xì)胞和牙周膜干細(xì)胞向成骨細(xì)胞譜系分化[35]。目前，已發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、有絲分裂原活化蛋白激酶(MAPK)、Notch、Wnt、Hedgehog、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)、Hippo等多種信號(hào)通路參與了此過(guò)程[29]。

機(jī)械張力可激活鈣通道[36]，使鈣離子內(nèi)流，隨后通過(guò)整合素-FAK或蛋白激酶(PKC-Src)信號(hào)激活ERK1/2和p38MAPK通路[37]，誘導(dǎo)RUNT相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(Runx2)磷酸化[38]。Runx2是成骨過(guò)程中非常重要的特異性轉(zhuǎn)錄因子，可刺激成骨細(xì)胞分化，促進(jìn)成骨前體細(xì)胞合成和礦化相關(guān)蛋白轉(zhuǎn)錄。Runx2通過(guò)其C端的核靶向信號(hào)(NMTS)定位于細(xì)胞核的特定位置，調(diào)控Ⅰ型膠原、骨鈣素、骨涎蛋白和骨橋蛋白等下游成骨相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄[39]。此外，Runx2的C端也可與Smads、Yes等其他蛋白結(jié)合形成共調(diào)節(jié)因子，增強(qiáng)其成骨調(diào)節(jié)作用[40]。

研究發(fā)現(xiàn)，整合素β1而非整合素β5可介導(dǎo)機(jī)械張力下成骨細(xì)胞的分化和細(xì)胞外基質(zhì)的形成[41]。循環(huán)張力使牙周膜細(xì)胞中的肌動(dòng)蛋白Girdin表達(dá)上調(diào)，直接促進(jìn)肌動(dòng)蛋白的細(xì)胞骨架重構(gòu)，觸發(fā)細(xì)胞增殖和遷移[42]。循環(huán)張力還可激活Yes相關(guān)蛋白(YAP)，從而促進(jìn)牙周膜細(xì)胞的成骨分化[43]。此外，生長(zhǎng)分化因子15(GDF15)也在機(jī)械刺激調(diào)節(jié)未成熟成骨細(xì)胞的分化中發(fā)揮作用[44]。

動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，減阻牙周膜牽張成骨術(shù)張力側(cè)牙周膜的成骨活性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)正畸牙移動(dòng)[5-6]。減阻牙周膜牽張5～7 d時(shí)，張力側(cè)牙周纖維緊張，牙周膜增寬；10～14 d時(shí)，毛細(xì)血管增多，成纖維細(xì)胞和成骨細(xì)胞豐富，新生類(lèi)骨質(zhì)沿緊張的牙周纖維呈指狀突起，成骨特異性標(biāo)志分子呈高表達(dá)[6,45-46]。與常規(guī)正畸牙移動(dòng)比較，減阻牙周膜牽張成骨術(shù)可刺激Ⅰ型膠原、Ⅲ型膠原和基質(zhì)金屬蛋白酶1(MMP-1)的表達(dá)，促進(jìn)牙周膜重建[6]；張力區(qū)骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(BMP2)[46]、TGF-β[45]明顯高表達(dá)，可加速新骨形成。楊子檜等[47]發(fā)現(xiàn)，在牽張力作用下哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/MMPs信號(hào)通路被激活，從而促進(jìn)成骨過(guò)程。然而，減阻牙周膜牽張成骨術(shù)張力側(cè)完成成骨改建是否比傳統(tǒng)矯治方法所需時(shí)間更少，目前尚缺乏實(shí)驗(yàn)依據(jù)，需進(jìn)一步研究。

3.3 機(jī)械力響應(yīng)基因 牙周膜中的機(jī)械響應(yīng)細(xì)胞主要是成纖維細(xì)胞和牙周膜干細(xì)胞。近年來(lái)有研究發(fā)現(xiàn)，牙周膜中的Gli1+細(xì)胞可直接響應(yīng)正畸力并進(jìn)一步介導(dǎo)骨重塑[48]。成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的生物學(xué)行為是相互調(diào)節(jié)的。破骨細(xì)胞的形成依賴于細(xì)胞外基質(zhì)和成骨細(xì)胞源性因子對(duì)破骨細(xì)胞前體的影響[49]。壓縮和拉伸應(yīng)變下，RANKL和OPG的表達(dá)相互調(diào)節(jié)，平衡了壓力側(cè)的骨吸收與張力側(cè)的骨形成，從而使牙齒可安全移動(dòng)[50]。機(jī)械力響應(yīng)基因不僅僅局限于上述IL-1、IL-6、COX、PGE2、RANKL、OPG、FAK、FOXM1、M-CSF、TNF-α、TGF-β、BMP、Girdin、YAP、GDF15等常見(jiàn)的功能基因，隨著高通量測(cè)序技術(shù)的飛速發(fā)展，更多的機(jī)械力敏感基因和參與調(diào)節(jié)的非編碼RNA被發(fā)現(xiàn)。F-肌動(dòng)蛋白(F-actin)的重塑與YAP/PDZ結(jié)合基序的轉(zhuǎn)錄共激活子(TAZ)激活形成正反饋環(huán)，YAP/TAZ為干細(xì)胞成骨分化所必需，被鑒定為細(xì)胞和組織的機(jī)械傳感器和效應(yīng)器[51-52]。Paxillin可直接改變細(xì)胞骨架，并誘導(dǎo)細(xì)胞連接蛋白43(connexin 43)的表達(dá)變化，使骨細(xì)胞直接感知機(jī)械刺激[53]。Pkd1及激動(dòng)素家族蛋白3a(Kif3a)的缺失可導(dǎo)致骨細(xì)胞的力學(xué)感知功能受損，最終損害機(jī)械反應(yīng)和骨形成[54]。骨膜素(periostin)作為機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)的中間調(diào)節(jié)劑，可通過(guò)上調(diào)NANOG和八聚體結(jié)合蛋白4(OCT4)來(lái)調(diào)控牙周膜干細(xì)胞的轉(zhuǎn)歸[55]。miR-29b-3p可通過(guò)調(diào)控骨細(xì)胞分泌胰島素樣生長(zhǎng)因子1(insulin-like growth factor-1，I G F-1)來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)械力下成骨細(xì)胞的分化[56]。miR-195-5p可靶向調(diào)節(jié)WNT3A和骨形態(tài)發(fā)生蛋白受體1A(BMPR1A)的表達(dá)，在機(jī)械負(fù)荷誘導(dǎo)的成骨分化和骨形成中發(fā)揮著重要作用[57]。長(zhǎng)鏈非編碼核糖核酸(lncRNA)和環(huán)狀核糖核酸(circRNA)可充當(dāng)微小核糖核酸(miRNA)海綿，與信使核糖核酸(mRNA)競(jìng)爭(zhēng)性共享miRNA，從而使miRNA對(duì)靶基因的抑制作用減弱，這一調(diào)控機(jī)制被稱為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNA機(jī)制(competing endogenous RNA，ceRNA)[58-59]。lncRNA H19可作為miR-138的ceRNA，通過(guò)上調(diào)FAK，介導(dǎo)機(jī)械張力誘導(dǎo)的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨過(guò)程[60]。lncRNA無(wú)活性特異性轉(zhuǎn)錄本(Xist)作為miR-590-3p的ceRNA，可上調(diào)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β誘導(dǎo)因子2(Tgif2)，并促進(jìn)破骨細(xì)胞分化[61]。circRNA 3140作為miR-21的ceRNA，可調(diào)控激活素受體ⅡB，介導(dǎo)機(jī)械力誘導(dǎo)的牙周膜干細(xì)胞成骨分化[62]。生物信息學(xué)的應(yīng)用，使機(jī)械力作用下牙周膜細(xì)胞中l(wèi)ncRNAs-miRNAs-mRNAs等復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)[63]逐漸被揭示(圖1)。

圖1 機(jī)械張力作用下牙周膜細(xì)胞lncRNAs-miRNAs-mRNAs調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)圖Fig.1 lncRNAs-miRNAs-mRNAs regulatory network map of periodontal ligament cells under mechanical tension.The data comes from SRA public database PRJNA665587 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/?term=PRJNA665587)

4 技術(shù)優(yōu)勢(shì)與革新

減阻牙周膜牽張成骨術(shù)在明顯加速正畸牙移動(dòng)的同時(shí)，展現(xiàn)出以下優(yōu)勢(shì)：(1)可快速完成尖牙的遠(yuǎn)移，避免了長(zhǎng)時(shí)間加力引發(fā)醫(yī)源性牙根吸收的風(fēng)險(xiǎn)[5-7]；(2)在3周內(nèi)即完成尖牙的遠(yuǎn)中移動(dòng)，而沒(méi)有采取減阻措施的磨牙此時(shí)還處在透明樣變期，這個(gè)時(shí)間差使磨牙支抗得到了很好的保護(hù)[4,11-13]；(3)由于對(duì)尖牙采取減阻措施，使阻抗中心向牙冠方向移動(dòng)，更有利于尖牙的整體移動(dòng)[34]?？傮w來(lái)說(shuō)，減阻牙周膜牽張成骨術(shù)可明顯縮短正畸療程，不會(huì)產(chǎn)生支抗丟失、牙根吸收、牙髓壞死等并發(fā)癥。

減阻牙周膜牽張成骨術(shù)早在20世紀(jì)90年代末即被提出，其加速牙移動(dòng)的效果明顯，但是一直以來(lái)未能在臨床廣泛應(yīng)用，主要是由于其產(chǎn)生的牽張力大，患者舒適感差。此外，傳統(tǒng)牽張裝置需手動(dòng)調(diào)節(jié)，加力頻次受限，且依賴患者依從性，也是其缺點(diǎn)之一。針對(duì)這些技術(shù)不足，多年來(lái)學(xué)者們一直在不斷研究改進(jìn)，以推動(dòng)減阻牙周膜牽張成骨術(shù)的技術(shù)革新。目前已設(shè)計(jì)和研發(fā)的自動(dòng)牽張成骨裝置主要有電機(jī)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、形狀記憶合金、壓電馬達(dá)等。(1)電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)牽張器：將直流電機(jī)與精確的機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合，綜合采用旋轉(zhuǎn)編碼器和電子控制單元，人機(jī)界面可方便、準(zhǔn)確地控制電機(jī)，并測(cè)量電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)角度及牽張移動(dòng)位置[64]。Hatefi等[22]將絲杠與步進(jìn)電機(jī)組合，進(jìn)一步提高了牽張精度和牽張速度，并采用新的自動(dòng)控制方法——多軸自動(dòng)控制器，從而產(chǎn)生更精確、可靠和穩(wěn)定的連續(xù)牽張力，且采用了更微型的口內(nèi)牽張裝置。Roux等[65]研發(fā)了特殊便攜式可充電電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在充電前為自動(dòng)連續(xù)牽張成骨裝置提供運(yùn)行30 h所需的電力。(2)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)牽張器：包含一個(gè)置入式執(zhí)行器和一個(gè)便攜式外部自動(dòng)液壓泵控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)水加壓并調(diào)節(jié)流入活塞的流量，利用液壓產(chǎn)生連續(xù)的牽張力。與電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)牽張器相比，液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)牽張器的置入致動(dòng)器結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單緊湊，不需要置入電機(jī)和其他存在生物相容性風(fēng)險(xiǎn)的部件，并于2005年實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)連續(xù)牽張器在人體的首次應(yīng)用[66]。Magill等[67]采用了彈簧式儲(chǔ)液器驅(qū)動(dòng)泵和微型閥門(mén)，體積小，但能夠產(chǎn)生比電池供電注射泵更高的流體壓力。Peacock等[68-69]使用藍(lán)牙無(wú)線連接技術(shù)進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)監(jiān)測(cè)，并在控制器外部配備了警報(bào)系統(tǒng)，以閃爍發(fā)光二極管(LED)的形式對(duì)牽張偏差或電池電量不足等各種設(shè)備或跟蹤錯(cuò)誤發(fā)出警報(bào)。(3)形狀記憶合金(SMA)驅(qū)動(dòng)牽張器：由一個(gè)鎳鈦螺旋彈簧組成，被軟組織完全覆蓋，無(wú)任何黏膜或皮膚穿透，在體溫下具有超彈性，溫度變化可引起彈簧力的變化，而當(dāng)溫度恢復(fù)到37 ℃時(shí)，牽引力恢復(fù)至接近初始水平，且在牽引過(guò)程繼續(xù)時(shí)完全恢復(fù)，從而施加持續(xù)恒定的牽張力[70]。Yamauchi等[71]將可吸收材料用于SMA裝置的初級(jí)固定，隨后自激活至原始形狀以進(jìn)行擴(kuò)張，從而避免了通過(guò)二次手術(shù)干預(yù)來(lái)激活裝置。Imoto等[72]采用具有形狀記憶特性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料替代SMA，彌補(bǔ)了SMA材料昂貴、存在過(guò)敏反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)等缺陷。(4)壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)牽張器：由Squiggle壓電電機(jī)和基于微軟Windows操作系統(tǒng)的控制軟件組成，可使用控制軟件便捷地選擇各種間歇性或連續(xù)性的牽張模式[73]。目前關(guān)于壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)牽張器的報(bào)道較少，尚需進(jìn)一步研究?？傊@些自動(dòng)持續(xù)牽張裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)牽張速度、頻率或輸出力值的精確控制。在相同的牽張速度下，隨著加載頻率的增高，新骨形成的應(yīng)變閾值降低[20]，產(chǎn)生的牽張力減小，患者的不適和疼痛也得到緩解，且自動(dòng)加力裝置不依賴患者依從性，簡(jiǎn)單易用，使減阻牙周膜牽張成骨術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、微創(chuàng)化。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，減阻牙周膜牽張成骨術(shù)能明顯加速正畸牙移動(dòng)，有效保護(hù)支抗，無(wú)牙根吸收、牙松動(dòng)、牙髓失活等并發(fā)癥，是一種安全、有效的加速正畸牙移動(dòng)的方法。牽張速度、牽張頻率、牽張力值是影響減阻牙周膜牽張成骨術(shù)牽引效果的重要參數(shù)。眾多分子和通路參與調(diào)控減阻牙周膜牽張成骨術(shù)張力側(cè)和壓力側(cè)牙周組織的重塑。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的機(jī)械力敏感基因和參與調(diào)控的非編碼RNA被發(fā)現(xiàn)，分子機(jī)制方面的研究有利于減阻牙周膜牽張成骨術(shù)的技術(shù)改進(jìn)，為探尋更加快捷高效、安全舒適的加力模式提供了新思路。雖然針對(duì)以往減阻牙周膜牽張成骨術(shù)存在加力大、加力難、患者舒適度差、依賴患者依從性等問(wèn)題，新型自動(dòng)牽張裝置與傳統(tǒng)的手動(dòng)裝置相比已顯示出良好的效果，但要實(shí)現(xiàn)臨床廣泛應(yīng)用仍需進(jìn)一步研究和改進(jìn)。隨著自動(dòng)牽張裝置在牽引精度、可靠性、安全性、控制復(fù)雜性和裝置尺寸等方面不斷進(jìn)步[74]，減阻牙周膜牽張成骨術(shù)的技術(shù)參數(shù)不斷優(yōu)化，自動(dòng)化、微創(chuàng)化的減阻牙周膜牽張成骨術(shù)將展現(xiàn)出更廣闊的臨床應(yīng)用前景。