冠根比例在正畸矯治中的應用和影響因素的研究進展

羅佳芹(綜述), 方志欣(審校)

天然牙的冠根比例評估被應用到口腔醫學的多項領域,在預測判斷天然牙的保留價值、義齒修復基牙的選擇、指導正畸矯治等方面均有著重要參考價值。正常的冠根比例是臨床中判斷牙齒在牙槽骨中穩定性、是否具有良好口腔功能及各種治療后的遠期穩定性的重要指標[1]。Penny和Kraal[2]報道臨床上理想的冠根比例≥1∶2,冠根比例如達到1∶1～3∶2,則可能出現牙齒松動。熟悉并掌握冠根比例的測量方法、影響因素、與臨床矯治的關系等,可以指導正畸醫師高效、安全地開展牙頜畸形的矯治,并預測矯治效果,達到兼顧功能、美觀及穩定的矯治效果。

1 冠根比例的定義

牙齒冠根比例根據冠根分界點不同分為解剖冠根比例和臨床冠根比例。解剖冠根比例基于牙齒解剖結構,以釉牙骨質界為分界線[3],不依賴于牙槽骨的附著水平,其幾乎不受牙槽骨增齡性變化、牙周病、牙被動萌出不完全及個體齒槽骨附著高度差異等影響,測量時數據較穩定。臨床冠根比例根據齒槽突的骨組織附著水平來確定牙齒冠根長度[4],以臨床牙冠和臨床牙根長度確定冠根比例。由于牙齒周圍必須有足夠的齒槽骨量才能有效發揮其功能,故臨床冠根比例可以更準確地分析判斷牙齒的功能及各種口腔治療的預后。

2 冠根比例的觀察及測量方法

全口曲面斷層片是口腔臨床常用的檢查方法。Stramotas等[5]關于全景射線片上冠根比例、線性和角度測量的可靠性研究得出,可以使用線性垂直測量、比率計算和角度測量來比較牙冠和牙根的長度。但是曲面斷層片因其投照角度和斷層選取原因,其圖像存在放大倍數低、圖像分辨率低及影像重疊等缺點。例如拍片時的頭位以及上頜前牙的唇傾度、冠根成角等因素可以不同程度地影響成像結果。同時,全口曲面斷層片僅能反映近遠中牙槽嵴的變化情況,無法評估牙齒的唇(頰)腭(舌)側是否存在牙槽骨缺損。錐形束CT(cone beam CT,CBCT)近年已在口腔臨床得到廣泛應用,CBCT有三維重建功能,對牙頜等組織可以進行三維觀察,而且在牙體及頜骨組織測量方面有高度的精確性和可重復性,其精確性主要表現為線距測量誤差在0.6 mm以內,角度誤差在1°以內,不存在放大率等因素的影響[6],為口腔頜面部疾病的診斷、治療設計提供了更多、更精確的信息。研究顯示,三維影像在評估支持骨丟失和冠根比例與牙周炎關系時,對于牙槽骨缺損的診斷更加精確,也適用于牙周病的臨床分期評估[7]。由于CBCT可以在三維方向上測量牙槽骨的高度、厚度,更有利于觀察牙齒的唇(頰)腭(舌)側是否存在牙骨缺損,故目前對于臨床冠根比例的測量多采用CBCT。

3 冠根比例的臨床應用

3.1冠根比例在口腔修復學中的應用 冠根比例在口腔修復學中應用較多。在固定或活動義齒修復和種植牙修復時,冠根比例是需要考量的重要指標。冠根比例越小越符合生物力學原則,理想冠根比例是1∶2或更低,選擇固定義齒修復時,一般不能超過1∶1。Tada等[8]發現,冠根比例數值較大的基牙遠期存活率不高,當冠根比例為0.76～1.25,可摘局部義齒的基牙7年生存率為85.9%～89.1%;當冠根比例>1.51時,基牙的7年生存率<46.7%。

3.2冠根比例在口腔正畸學中的應用 正畸矯治的完成需要通過牙齒移動來實現,此時口腔內的軟組織及硬組織均處在改建階段,主要表現為臨床牙齒松動度增加,生理學上表現為骨組織的吸收及重建,可能發生牙槽骨高度降低,牙根吸收不良反應,如果矯治前牙齒就存在冠根比例過大現象,矯治后牙齒松動度可能增加,嚴重時可能脫落。故冠根比例過大影響正畸矯治方案的設計、牙齒移動的方式、矯治效果的穩定性等。同時,正畸臨床矯治中,臨床冠根比例相較于解剖冠根比例對于矯治方案的設計和預后的評估更加具有臨床指導意義。正畸矯治牙齒移動過程中需要保證牙根在牙槽骨中移動[9],牙槽骨附著水平變化將導致阻抗中心改變,過多的牙槽骨附著喪失,臨床冠根比例增大,導致阻抗中心向根方移動,將增加牙齒移動過程中牙根吸收風險。廖沐瑩[10]有關不同臨床冠根比例的上頜中切牙三維有限元分析發現,臨床冠根比例>2.25時,超出了牙周組織正常的耐受范圍,持續的咬合力作用會加速牙周組織的創傷,更容易增加骨開窗、骨開裂及牙根吸收的風險,影響正畸治療的長期穩定性。冠根比例還可以指導替牙牙合患者開展正畸矯治,Rowlands等[11]通過前磨牙冠根比例和牙齒萌出時間的線性回歸分析來預測前磨牙萌出時間,確定患者開展綜合性正畸治療的時間。Caleya等[12]則通過乳磨牙的生理吸收后冠根比例來評估分析與其繼承恒牙萌出時間、牙齡和實際年齡的關系,從而對相應的乳磨牙早失的患者進行間隙管理。

4 冠根比例的影響因素

冠根比例的影響因素較多,主要包括錯牙合畸形類型、齒槽骨量、不良的口腔習慣、年齡、全身系統性疾病及其他因素都可能會影響牙齒冠根比例的大小[13]。

4.1錯牙合畸形的類型對冠根比例的影響

4.1.1 骨面型對冠根比例的影響 有研究對不同頜骨骨面型人群切牙冠根比例的CBCT研究分析發現,個體顱面類型影響冠根比例大小,骨性Ⅰ類安氏Ⅰ類人群中青少年及成人的切牙冠根受到錯牙合畸形影響較小,骨性Ⅲ類與骨性Ⅰ類、骨性Ⅱ類骨面型人群相比上切牙冠根比例明顯變大[14-15]。丁元鳳[16]發現,成人骨性Ⅱ類患者上切牙冠根比例較成人骨性Ⅰ類患者大,可能與成人骨性Ⅱ類患者上切牙牙槽骨吸收較成人骨性Ⅰ類患者偏大,成人骨性Ⅱ類患者牙冠長度較骨性Ⅰ類患者大,牙根長度較骨性Ⅰ類患者小等因素有關。高角骨面型患者存在咀嚼肌力較小、牙齒的咬合接觸面積減小、咬合功能減退、牙周組織萎縮及牙根長度發育不足等特點[17],可能對高角骨面型患者的牙根長度、牙根牙槽骨附著高度產生影響,進而導致牙齒冠根比例異常。季海寧等[18]關于成人骨性Ⅱ類錯牙合不同垂直骨面型前牙區牙槽骨形態的CBCT研究發現,高角組患者前牙區唇舌側牙槽骨高度、牙槽骨厚度均低于低角組。垂直向骨面型對于咬合關系的建立和牙根發育也有影響,但關于不同垂直向骨面型對牙齒冠根比例的影響研究較少。

4.1.2 不同錯牙合畸形表現對冠根比例的影響伍春蘭等[19]認為,與正常覆牙合覆蓋患者相比,開牙合組患者上中切牙長度在統計學上更短,前牙覆牙合與前牙根長之間存在正相關關系。一些研究發現,牙齒唇舌向傾度對冠根比例也有較大影響。骨性Ⅱ類高角型患者為適應上下頜骨矢狀向關系不調,其上頜切牙相對于上頜齒槽骨更為直立,導致牙齒根尖的繼續生長空間小,從而限制牙根長度的發育導致冠根比例增大。同時由于牙齒直立于牙槽骨內導致牙根與牙槽骨骨皮質接觸,咬合時受力過大容易導致牙根吸收,也是導致該類患者前牙冠根比例增大的原因之一[20]。蘇波等[15]關于不同骨面型人群切牙冠根比例的CBCT比較研究也發現,上切牙根長和上下切牙冠根比例與上切牙排列方式有關,骨性Ⅱ類人群表現為上頜前突和(或)下頜后縮,安氏Ⅱ類1分類常伴有上切牙唇向傾斜,安氏Ⅱ類2分類常伴有上切牙舌向、下切牙唇向傾斜代償,骨性Ⅲ類人群表現為上頜后縮和(或)下頜前伸,常伴有上切牙唇向、下切牙舌向傾斜代償。異常的牙齒傾斜度可能導致牙根牙槽骨附著高度的降低及牙根的吸收,導致冠根比例增大。但袁路景等[21]對安氏Ⅱ類不同的上前牙唇傾度對牙根長度的影響研究發現,牙齒傾斜度對牙根長度無明顯影響。

4.2齒槽骨量對冠根比例的影響 研究顯示,骨性Ⅱ類高角錯牙合畸形青少年患者、Ⅲ類錯牙合畸形患者的前切牙在正畸治療前就存在廣泛的牙槽骨缺損[22-23]。鄧如平和張漫[24]基于CBCT對錯牙合畸形切牙區牙槽嵴形態的研究發現,骨性Ⅱ類患者上切牙臨床牙冠較長、根較短,前牙釉牙骨質界到唇舌側牙槽嵴頂的距離最大。牙槽骨缺損主要分為骨開窗、骨開裂。其中骨開裂是指牙槽嵴頂向根方延伸的垂直性牙槽骨缺損的距離,影響冠根比例大小;骨開裂的診斷一般以釉牙骨質界距離牙槽嵴頂的距離超過2～4 mm。黃偲璟[25]對唇腭裂患者的研究發現,單側完全性唇腭裂患者牙槽嵴頂高度更低,中切牙冠根比例失調,臨床冠根比例增大。齒槽骨量異常與異常的冠根比例存在一定關系。

4.3咬合類型和咬合力大小對冠根比例的影響 有學者提出“功能的不同決定骨骼相應改變”。喪失正常的咬合功能可引起牙槽骨密度、高度降低。適當的咬合力更容易引起骨質增生而非骨缺損,咬合功能強大在一定程度上可以刺激頜骨及牙根生長發育[26]。孫良等[27]研究認為,骨性Ⅲ類患者前牙咬合力刺激和磨耗的缺乏及代償性唇傾等易導致前牙區牙槽骨開窗、骨開裂的發生,使前牙骨缺損發生的可能性更高,導致前牙冠根比例增大。高角開牙合患者咀嚼肌力較小、前牙區無正常咬合功能,齒槽骨缺少牙合力刺激,導致前牙區牙槽骨高度及牙根長度發育不足。因此,Uehara等[28]提出開牙合患者處于生長期時,可以通過正畸手段改善及刺激咬合功能,進而刺激牙根的繼續生長。

4.4異常的口周肌肉對冠根比例的影響 口周肌肉的功能異常也與異常的冠根比例存在一定的關系。張旭等[29]關于安氏Ⅱ類錯牙合畸形患者前牙冠根比例的CBCT研究發現,安氏Ⅱ類2分類錯牙合畸形患者發生短根畸形的概率較大,與安氏Ⅱ類2分類錯牙合畸形的下唇覆蓋于上頜切牙唇面,使下唇變厚且緊張,下唇肌力持續性作用于上頜前牙,使得上前牙牙冠萌出方向更為直立,加之在開閉口功能運動時,緊密的咬合接觸產生較大作用力于上下頜切牙,在某些炎性因子作用下使牙根的發育受到影響[30],導致切牙冠根比例增大。

4.5冠根角(crown-root angle,CRA)對冠根比例的影響 牙冠長軸和牙根長軸并非在同一直線上,CRA即牙冠長軸與牙根長軸所成的角度,多以后交角來測量。冠根成角的牙齒其牙冠相對牙根舌傾,其唇側牙槽骨較薄且高度低,影響臨床冠根比例。唇傾度越小的中切牙,可能冠根角度越小,CRA越明顯[31]。研究發現Ⅱ類矢狀骨面型錯牙合上頜中切牙及重度成人骨性Ⅲ類錯牙合畸形下前牙存在明顯的CRA現象[32-33]。黎敏等[34]發現安氏Ⅱ類2分類錯牙合患者的前牙牙根和牙冠長軸形成一定角度,其認為可能與異常肥厚且緊張的下唇持續作用于前牙牙冠,牙根的萌出方向受到影響有關。CRA對齒槽突骨量及牙根長度均可能產生影響,從而影響牙齒的冠根比例。

4.6異常的牙根長度對冠根比例的影響 一般上頜中切牙和前磨牙的冠根比例≥0.91,牙齒有正常的牙冠形態。但在一些人群中也存在一些先天的非顱面綜合征導致的不正常、短而飽滿的根的情況,稱為短根異常。短根異常又叫非綜合征型短根畸形,其必然影響冠根比例。楊陽等[35]研究發現,該類患者的骨性錯牙合類型以Ⅲ類骨性錯牙合為主,可能與Ⅲ類骨性錯牙合畸形患者上頜骨發育不足,影響上頜切牙牙根長度的發育有關。張旭等[29]關于安氏Ⅱ類錯牙合畸形患者前牙冠根比例的CBCT研究則發現,安氏Ⅱ類2分類患者發生短根異常的風險相對較高,原因是上中切牙軸傾度以腭傾型為主時,上頜骨沒有足夠的空間容納根尖的繼續生長,牙囊及牙根的發育可能受到影響,從而導致牙根長度的發育不足,引起非綜合征型短根畸形的發生。

4.7不良口腔習慣對冠根比例的影響 錯牙合畸形的發生為先天性因素與后天性因素共同作用的結果,不良口腔習慣可以促進或導致錯牙合畸形的發生及發展,導致牙頜受到異常不平衡的力量,影響頜骨發育、牙齒排列,也可能導致異常的冠根比例。研究發現,開牙合患兒中具有不良口腔習慣者占比為60%。開牙合患者口腔前部無法封閉,吞咽時舌頭的異常位置形成一種生理性適應,使開牙合患者形成一種獨特的異常吞咽習慣。異常吞咽時舌肌壓力明顯增大,吞咽動作每天可大約發生1 000次,將會對前牙產生不利的側向力,形成慢性創傷,影響牙根的發育或發生牙根吸收[36],從而導致開牙合患者前牙牙根較短,冠根比例增大。

4.8其他口腔疾病及全身疾病對冠根比例的影響牙周疾病是正畸矯治前臨床上常見的引起不理想冠根比例的主要原因。罹患牙周病時,由于牙槽骨垂直性吸收,導致臨床冠根比例升高,牙支持力量發生改變。研究顯示從CBCT三維影像角度測量分析時,當牙周病患者牙齒的臨床冠根比例為5∶6和4∶3時,分別與15%和33%牙槽骨附著水平喪失相關[7]。同時,其他全身系統性疾病可導致或者加重牙周病的發生、發展,從而影響患者牙齒的冠根比例。如炎癥性腸病除了典型的腸內表現外,該類患者牙周病患病率較高[37]。Taylor[38]指出糖尿病與炎癥性牙周病之間存在雙向關系,糖尿病牙周炎是糖尿病的第六大并發癥,血糖控制不佳會導致牙周狀況惡化。Steven-John綜合征、唐氏綜合征、硬皮病、Turner綜合征、唇腭裂等系統性疾病可引起牙根吸收或者影響牙根長度的發育,導致短根畸形,影響冠根比例。故正畸矯治前,患者患有牙周病或者其他可能影響臨床冠根比例的全身系統性疾病,將影響正畸矯治措施的實施和效果的穩定性,使正畸矯治方案復雜化,需要多學科協助診療。

4.9年齡對冠根比例的影響 年齡主要是通過牙根的牙槽骨附著水平、牙冠及牙根長度變化間接或者直接地對牙齒冠根比例產生影響。鐘佳永等[39]研究認為,青少年及成人正畸治療對其牙齒冠根比例均會產生影響,矯治后兩者冠根比例均不同程度增大,但是成年患者受到的影響更大,可能是成人較青少年存在更多的牙根吸收和牙槽嵴吸收所致。郭鈺等[40]認為,牙槽骨的缺損在未經正畸治療的患者中也是普遍存在的,其發生率隨著年齡而增長,青少年時期未解決的牙齒位置異常,在長期異常咬合力量的作用下,骨缺損發生率會增加,可能加重冠根比例異常。Li等[41]發現在正畸矯治前成年人比青少年具有明顯更短的根部和更大的牙槽凹陷,導致冠根比例增大。另外,自第二磨牙完全萌出到第三磨牙萌出期,牙頜系統生長發育已趨停止,細胞反應能力漸趨遲鈍[42],加之成人根管狹窄,根尖孔小,牙髓的血運較差,骨改建緩慢,易導致牙根吸收和牙槽骨吸收,最終導致冠根比例增大。

5 結語

綜上所述,臨床上存在許多因素影響牙齒正常的冠根比例。冠根比例異常增大,將導致牙齒的功能異常甚至脫落的嚴重后果?？谇恢委熡绕湔C治前后對患者的冠根比例進行評價非常重要,可以幫助正畸醫師規避矯治風險,提高矯治效率和安全性,獲得穩定的矯治效果。有關冠根比例的影響因素和機制尚不完全明確,需要進一步研究。