无托槽隐形矫治对牙周健康影响的研究进展

冯旭 张祎 李梦红 刘楠 王六一 胡敏

吉林大学口腔医院正畸科 长春 130021

本文就无托槽隐形矫治器的材料性能、相关的微生物学因素及矫治过程中牙周临床指标变化3个方面阐述其对牙周健康的影响。

1 无托槽隐形矫治器材料性能对牙周组织的影响

无托槽隐形矫治器是一种由计算机辅助设计，热塑性材料在热压膜成型装置上制作而成的透明活动矫治器，通过其形变后的回弹力产生矫治力。正畸过程中，其理化性能会受到佩戴时长及环境的影响，目前普遍认为隐形矫治器在佩戴的前2周有着相对稳定的理化性能[1]。尽管矫治器材料的老化并不影响其分子构成，但已有研究[2-3]显示：不同品牌、材料的隐形矫治器的理化性能均随佩戴时间增加而衰退。佩戴过14 d的矫治器表面会出现不同程度的磨损、微裂隙[4]，使材料表面的粗糙程度增加，在一定程度上提高了细菌对其的黏附力[5]，进而对患者的牙周健康造成影响。

常见的隐形矫治器材料有聚丙烯类和共聚酯类高分子聚合物。目前普遍认为，未聚合的单体可以从聚合材料中渗出并对生物体产生毒性作用。以往对隐形矫治器材料生物相容性的研究[6]假设隐形矫治器材料能释放双酚A（bisphenol-A，BPA），为此设计的实验并未发现矫治器材料洗脱液对人类牙龈成纤维细胞的毒性作用。然而，事实上该种材料作为一种聚氨基甲酸酯塑料，可能释放的有害成分为异氰酸酯。有病例报告[7]显示：少数患者对隐形矫治器材料中的异氰酸酯有过敏反应，表现为血管性水肿、接触性口炎和荨麻疹。当异氰酸酯与组织接触时，会与免疫原性半抗原蛋白结合并进入上皮，导致口腔局部甚至全身的增敏，造成口腔或全身性损害[8]。Premaraj等[8]通过光学显微镜观察以及电阻抗细胞传感器对隐形矫治器材料的生物毒性进行了检测，结果发现：在生理盐水环境下暴露在矫治器材料表面的牙龈上皮细胞的细胞膜完整性改变，细胞代谢活性降低，细胞间紧密连接松解；而在人工唾液环境下未见上述变化。这可能是因为唾液维持了上皮细胞的完整性[8]，对细胞起到了保护作用，中和或降低了矫治器材料对细胞的负面影响。目前，尚未见其他品牌隐形矫治器材料生物毒性的相关研究，但结合相关病例报告，隐形矫治器的生物安全性与在长期佩戴过程中对牙周组织的影响仍有待进一步探究。

2 无托槽隐形矫治影响牙周健康的微生物学因素

牙周对正畸治疗的反应受到多种因素的影响：包括宿主耐受力、系统疾病、口腔菌群的种类及数量、宿主的生活方式及口腔卫生情况等。目前的研究[9-12]结果广泛认为，影响牙周健康的最重要因素是菌斑堆积和菌群组成的改变。在隐形矫治系统中，菌斑生物膜对隐形矫治器的附着以及矫治过程中牙周菌群的变化均可能是影响患者牙周健康的重要因素。

2.1 无托槽隐形矫治器上的菌斑生物膜附着

菌斑生物膜被认为是许多口腔疾病的致病因素。尽管隐形矫治器可自行摘戴清洗，但其表面仍可观察到菌斑生物膜。附着在隐形矫治器表面的菌斑有其独特的分布特点：后牙腭侧与牙尖、切缘等凹陷处聚集了较多菌斑[13-14]，这可能是因为相应区域的舌体自洁作用受到了干扰，且隐形矫治器的“牙尖”形状易于储存食物残渣与菌斑。Low等[13]通过电子显微镜观察到：患者佩戴6 h后，菌斑最初聚集在矫治器凸起边缘和纹理表面。随着佩戴时间的增加，材料的磨损及局部生物膜钙化使其表面形态粗糙[15]，降低了自身的清洁能力[16]，同时使有机物质残留，为细菌代谢提供能量[5]，促进了细菌的附着与繁殖。

不同的清洁方式会影响隐形矫治器表面的菌斑附着量。一些学者[17-18]通过扫描电子显微镜及三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）生物荧光指示仪方法的研究发现：与流水冲洗及单纯机械刷洗相比，清洗泡腾片（Invisalign cleaning system，Align Technology公司，美国）结合机械刷洗对隐形矫治器表面菌斑附着的清洁效果最佳。Shpack等[14]通过分光光度计测量评估甲紫染色后的矫治器，结果发现：清洗泡腾片结合机械震荡可以明显降低隐形矫治器表面菌斑生物膜的附着密度，其效果优于氯己定溶液清洗的抑菌效果。事实上，结合体外实验结果[14]发现：尽管氯己定的抑菌效果明确，但隐形矫治器并不能吸收氯己定而产生抑菌作用。而清洗泡腾片并无抑菌成分，其较好的清洁效果主要是由超声机械震荡所致。这可能是由于机械力有利于清除佩戴过程中矫治器表面菌斑生物膜的钙化，以往义齿清洁的相关研究[19-22]也佐证了这一观点。综上所述，隐形矫治器上的菌斑附着主要受材料表面粗糙程度及清洁方式的影响。除此之外，有文献[5]报道：材料的表面电荷与亲疏水性等因素也可能影响细菌的附着。在未来的临床应用中，降低矫治器表面的菌斑附着可能是提高隐形矫治过程中牙周健康水平的方向，尽管现有的隐形矫治器不能吸收抑菌物质[14]，但或许可以通过在矫治器材料内添加抑菌成分，提高矫治器表面光滑度，在材料表面涂布降低其疏水性的物质等方法减少细菌对矫治器的附着。

2.2 无托槽隐形矫治过程中牙周菌群变化的特点

微生物学的研究[9,23-24]表明：正畸治疗会打破口腔菌群的平衡，影响龈下菌斑的细菌组成，加速口腔内牙周相关致病菌的生长。

近年来，多位学者[25]对比研究了传统固定矫治与隐形矫治过程中口腔菌群的变化，结果发现：在正畸早期（前3个月），隐形矫治患者的龈下菌斑总量呈上升趋势，这与固定矫治过程中口腔细菌数量变化趋势相似。其牙周相关致病菌构成比在正畸早期随时间变化的差异无统计学意义，但也呈上升趋势[26]。Karkhanechi等[27]通过苯甲酰精氨酸萘酰胺（N-benzoyl-DL-argininenaphthylamide，BANA）水解试验法对龈下菌斑中的牙龈卟啉单胞菌、福塞坦氏菌以及齿垢密螺旋体3种牙周致病菌进行了半定量检测，结果发现：在正畸治疗的前6周，2种矫治方式下的细菌组成未见明显差异；但在正畸治疗6个月后，隐形矫治患者的BANA指数要明显小于固定矫治组。这可能是由于在正畸治疗的前3个月，患者的口腔菌群变化较大；而在正畸治疗6个月后，口腔菌群处于相对稳定期，隐形矫治对牙周致病菌的控制的优势性开始凸显。综上所述，与矫治前相比，隐形矫治患者牙周相关致病菌呈上升趋势，而与固定矫治相比，隐形矫治对口内菌群的影响在正畸早期（前3个月）并无明显差异，其在菌斑控制方面的优势主要体现在矫治后期。据此推测：隐形矫治打破了口腔菌群的平衡，使患者较未矫治前更易罹患牙龈炎、牙周炎，但其可摘性有利于患者进行口腔菌斑控制[28-29]，在较长的正畸疗程中，其对维护患者的牙周健康有着一定的优势。目前，仍缺少对隐形矫治过程中口腔菌群组成变化，尤其是牙周致病菌变化的进一步的研究。

3 无托槽隐形矫治对牙周临床指标的影响

与固定矫治相比，隐形矫治对维护牙周健康是否具有优势仍存在争议。Rossini等[30]在2015年发表了1篇关于隐形矫治过程中牙周健康的系统性综述，从1 247篇文献中筛选出5篇相关性最高的、可提供中等程度证据的文章，分析后得出结论：隐形矫治的患者在治疗过程中的牙周健康状态要优于固定矫治，菌斑指数（plaque index，PI）、牙龈指数（gingival index，GI）、探诊出血（bleeding on probing，BOP）、龈沟出血指数（sulcus bleeding index，SBI）、探诊深度（probing depth，PD）等牙周临床指标有较好的表现。然而，也有学者[31]的研究发现2种矫治方法下一些牙周临床指标的差异并无统计学意义，或仅在矫治疗程中某一段时间具有统计学意义[27,32]。这一方面可能因为牙周临床指标检测结果受多种因素影响，包括医生的操作手法、牙列拥挤度、受试者年龄、文化背景、受教育程度，尤其是患者自身口腔卫生意识；另一方面试验样本数较少，变量控制较困难，难以设计可信度较强的随机临床试验。由此可见，尽管隐形矫治利于菌斑清除，但其与固定矫治相比对患者牙周健康维护的优势仍需要进一步证据支持。

有学者发现隐形矫治过程中牙周临床指标的变化存在一定的规律。李炎钊等[33]分别对隐形矫治前、矫治过程中第1、3、6个月，矫治结束时，以及结束3个月患者的牙周临床指标进行检查，结果发现：在隐形矫治初期，患者的牙周临床指标均呈上升趋势，在正畸治疗第3个月时达到峰值，之后维持在一定水平；矫治结束后3个月时，各项牙周临床指标降至矫治前水平。这一变化特点与固定矫治相似，也印证了上文提及的矫治初期口内菌群的变化情况。提示隐形矫治同样会影响牙周健康状况，但所带来的牙周临床指标变化可能是可逆的。

对于牙周健康状况较差的牙周炎患者，隐形矫治或许是更合适的选择。有研究[34]发现：与固定矫治相比，隐形矫治更有利于牙周炎患者在正畸过程中维持较好的牙周状态。传统观点认为，正畸力对牙周状况不佳的患者可能会加重其牙周炎症，牙齿的正畸移动会通过上调促炎症细胞因子而与牙周疾病协同作用，表现为牙周组织的破坏[35]。而与固定矫治技术相比，无托槽隐形矫治器对牙面的包裹使其应力分布更为合理，通过设计矫治步骤及步距可实现轻力、间歇力矫治，有利于牙周组织的缓慢改建。隐形矫治器的垫作用有利于早期解除咬合创伤，其可摘性便于患者进行更为彻底的口腔清洁，降低牙面的菌斑附着。

4 展望

无托槽隐形矫治器有着舒适、美观、可自行摘戴的优点，与传统固定矫治相比更有利于口腔卫生的维护，但其对口腔自洁作用的干扰、口腔菌群对矫治器的附着以及矫治器材料性能改变仍会对牙周健康状态造成影响。因该技术临床应用时间较短，对牙周健康及口腔菌群的影响尚存在争议，仍需较大样本的长期研究，对口内相关致病菌群附着与组成变化进行深入探究，以期降低隐形矫治过程中罹患牙周疾病的风险。