热激活镍钛弓丝对正畸中局部组织炎症及骨质破坏的影响

丁砚农

（丽水市人民医院，浙江 丽水 323000）

弓丝是最基础的口腔正畸材料，其材质决定其主要性能，临床中多根据不同需求选择不同性能的弓丝。热激活镍钛弓丝是一种添加了金属铜的镍钛丝、具有形状记忆特性。目前直丝矫治及MBT技术在口腔科普及，热激活镍钛弓丝的使用也逐步增加，有研究[1]指出，其在正畸治疗中的矫治效率很高，但对口腔微环境、牙槽骨骨质破坏等方面的影响研究涉及不多。本研究将其与普通镍钛丝进行比较，分析两者对口腔健康的影响，明确热激活镍钛弓丝使用的可行性和安全性，为后续正畸材料的选择提供借鉴。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2016年6月-2018年6月在本院完成正畸治疗的患者110例作为研究对象。纳入标准：（1）乳牙替换完成，全部为恒牙列者；（2）本次接受固定矫治，既往无正畸史；（3）患者本人或监护人知情同意。排除标准：（1）合并颌面部肿瘤、颞下颌关节紊乱性疾病、骨性畸形等可能影响正畸效果者；（2）合并牙周疾病且伴多处牙明显松动者；（3）合并有牙列缺损、畸形牙、严重不良口腔习惯等患者；（4）合并局部或全身感染性疾病者。将110例按随机数表法分为热激活镍钛弓丝组和普通镍钛丝组，每组55例，热激活镍钛弓丝组男29例，女26例，年龄 14-30 岁，平均（19.4±4.3）岁；普通镍钛丝组男28例，女27例，年龄13-32岁，平均（19.4±5.1）岁。两组一般资料差异具有可比性（P＞0.05）。此研究经本院伦理委员会批准通过。

1.2 正畸方法 两组均选择进口MBT金属托槽及MBT直丝弓矫治技术，第一磨牙粘结带环，患者拔牙后粘贴托槽。普通镍钛丝组使用普通镍钛丝，参照标准直丝弓矫治系统的常规更换顺序：（1）0.012 英寸镍钛圆丝；（2）0.014 英寸镍钛圆丝；（3）0.016 英寸镍钛圆丝；（4）0.018 英寸镍钛圆丝；（5）0.018×0.025 英寸不锈钢矩形镍钛丝；（6）0.019×0.025英寸不锈钢矩形丝。热激活镍钛弓丝组使用热激活镍钛弓丝，选择的弓丝更换顺序如下：（1）0.016英寸热激活钛镍圆丝（牙列严重拥挤时改为 0.012 英寸的镍钛圆丝），（2）0.019×0.025 英寸热激活镍钛方丝；（3）0.019×0.025英寸不锈钢矩形丝。

1.3 观察指标 （1）治疗时间。记录正畸后的排列平整时间、总治疗时间。（2）生物相容性。记录两组治疗过程中生物相容性表现，包括肿胀、过敏、毒性反应等不良反应的发生情况。（3）龈沟液炎症因子。于目标尖牙受力前、受力后24小时、受力后7天采集尖牙近中龈沟液。采集前禁饮禁食2小时，以生理盐水漱口并放置开口器，尖牙移动侧以无菌棉球擦拭，吹干牙面及周围牙龈黏膜后取3条消毒的滤纸轻柔插入患侧尖牙近中邻面的龈沟内，静置30秒后取出，取出滤纸并置入Periotron 8000龈沟液测量仪测量龈沟液体积，置入含0.1%胎牛血清PBS中、-80℃条件下冻存备用。取受力前、受力后24小时龈沟液标本，使用酶联免疫试剂盒测定髓过氧化物酶（MPO）、可溶性细胞间黏附分子 1（sICAM-1）、白介素-6（IL-6）、白介素-8（IL-8）等炎症指标的水平；（4）龈沟液炎症因子。龈沟液取样方法同前。取受力前、受力后7天龈沟液标本，采用放射免疫试剂盒测定骨吸收指标抗酒石酸酸性磷酸酶-5b（TRACP-5b）、β 胶联降解产物（β-CTX）、Ⅰ型胶原交联氨基末端肽（NTX）的水平。（5）骨密度。于正畸治疗前、后6个月，使用三维锥形束CT机对患者的牙颌骨进行扫描，具体扫描区域为上下颌前牙、后牙、中切牙压槽，两侧中切牙、侧切牙压槽，计算骨密度曲线最大值及最小值，以其均值作为骨密度值。

1.4 统计学处理 将收集的数据录入软件SPSS20.0，定量资料以（±s）表示，同组内比较采用配对t检验、两组间比较采用独立样本t检验。计数资料以百分率表示，两组间比较采用χ2检验。

2 结果

2.1 治疗时间 热激活镍钛弓丝组的排列平整时间、总治疗时间均短于普通镍钛丝组，差异有统计学意义（P＜0.05）。 详见表 1。

表1 两组排列平整时间、总治疗时间比较（±s，周）

表1 两组排列平整时间、总治疗时间比较（±s，周）

与普通镍钛丝组比较*P＜0.05

组别 n 排列平整时间 总治疗时间普通镍钛丝组 5 5 2 4.0 1±3.8 5 9 0.2 7±8.3 4热激活镍钛弓丝组 5 5 1 9.6 3±2.7 4* 8 2.6 6±9.0 4*

2.2 生物相容性 两组生物相容性（肿胀、过敏、毒性反应）比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。详见表2。

表2 两组生物相容性比较[n（%）]

2.3 龈沟液炎症因子 受力前，两组目标尖牙龈沟液中 MPO、sICAM-1、IL-6、IL-8 水平差异无统计学意义（P＞0.05）。受力后24小时，两组龈沟液中上述炎症指标的水平均较受力前呈不同程度增加，差异有统计学意义（P＜0.05），且热激活镍钛弓丝组龈沟液中各个炎症指标的水平低于普通镍钛丝组，差异有统计学意义（P＜0.05）。详见表3。

表3 两组龈沟液中炎症因子水平比较（±s）

表3 两组龈沟液中炎症因子水平比较（±s）

与受力前比较△P＜0.05；与普通镍钛丝组比较*P＜0.05

组别 n 时间 M P O（n g/m L） s I C A M-1（n g/m L） I L-6（p g/m L） I L-8（p g/m L）普通镍钛丝组 5 5受力前 5.1 6±0.7 8 2 1.7 3±3.8 5 7.7 5±0.9 1 9.3 2±1.2 6受力后 2 4小时 9.6 3±1.1 4△ 3 6.8 8±5.1 9△ 1 1.0 6±2.2 3△ 1 4.1 8±1.7 7△热激活镍钛弓丝组 5 5受力前 5.1 4±0.6 9 2 1.6 9±3.6 4 7.7 1±0.8 8 9.2 7±1.1 4受力后 2 4 小时 8.0 2±0.9 2* 3 1.4 0±4.7 6* 9.5 4±1.6 2* 1 2.0 9±1.6 3*

2.4 龈沟液骨吸收指标 受力前两组龈沟液中TRACP-5b、β-CTX、NTX等骨吸收指标水平差异无统计学意义（P＞0.05）。受力后7天，两组龈沟液上述骨吸收指标的水平均高于受力前，差异有统计学意义（P＜0.05），热激活镍钛弓丝组龈沟液中各个骨吸收指标的水平低于普通镍钛丝组，差异有统计学意义（P＜0.05）。 详见表 4。

表4 两组龈沟液中骨吸收指标水平比较（±s）

表4 两组龈沟液中骨吸收指标水平比较（±s）

与受力前比较△P＜0.05；与普通镍钛丝组比较*P＜0.05

组别 n 时间 T R A C P-5 b（n g/m L） β-C T X（p g/m L） N T X（n g/m L）普通镍钛丝组 5 5受力前 1 9.3 6±2.4 0 4 0.8 2±5.3 9 2 7.4 3±4.1 8受力后 7天 2 4.4 0±3.5 1△ 4 8.3 9±6.4 3△ 3 3.1 7±5.5 0△热激活镍钛弓丝组 5 5受力前 1 9.5 5±2.3 1 4 0.7 6±5.2 0 2 7.3 6±3.9 2受力后 7 天 2 2.1 7±2.9 5△* 4 4.2 4±5.5 3△* 3 0.2 2±4.7 6△*

2.5 骨密度 正畸前，两组上颌骨、下颌骨骨密度值差异无统计学意义（P＞0.05）。正畸治疗6个月后，两组上颌骨、下颌骨骨密度值均较正畸前有不同程度增加，差异有统计学意义（P＜0.05），且热激活镍钛弓丝组上颌骨、下颌骨骨密度值高于普通镍钛丝组患者，差异有统计学意义（P＜0.05）。详见表5。

表5 两组牙颌骨骨密度比较（±s，g/cm2）

表5 两组牙颌骨骨密度比较（±s，g/cm2）

与正畸前比较△P＜0.05；与普通镍钛丝组比较*P＜0.05

组别 n 时间 上颌 下颌普通镍钛丝组 5 5正畸前 3 6 9.4 5±4 8.2 1 2 5 4.3 6±3 1.2 9正畸治疗后6个月 4 1 7.4 3±5 0.2 8△ 2 7 3.2 3±3 0.1 4△热激活镍钛弓丝组 5 5正畸前 3 7 0.1 0±4 2.7 5 2 5 3.9 8±3 0.7 2正畸治疗后 6 个月 4 5 9.6 3±6 2.1 7△* 2 9 1.6 4±3 6.5 4△*

3 讨论

热激活镍钛弓丝是一种添加了金属铜的镍钛丝、具有形状记忆特性，当处于马氏体状态的弓丝受热时可转变为奥氏体状态并恢复至最初弓形、也被称之为”“热激活”[2-3]。热激活镍钛丝在矫治过程中只需更换三根丝即可，大幅简化流程并缩短操作时间。同时热激活镍钛丝通过轻而持久的力实现正畸作用，避免牙周组织、根尖组织遭受异常应力，故其较普通镍钛丝可更早的实现牙齿高效排列并控制转矩[4-5]。以上两种因素是引起热激活镍钛弓丝组排列平整时间、总体治疗时间缩短的主要原因。在生物相容性方面，医用镍钛合金由于镍含量较高使其存在致敏、致炎风险甚至出现一系列中毒症状，但研究发现目前所用镍钛弓丝能析出的最大镍离子量仍低于人体致敏下限，故具有良好的生物安全性。文中两组治疗期间也均未出现明显的肿胀、过敏、毒性反应，普通镍钛丝及热激活镍钛丝组在生物相容性方面表现相似，与既往研究吻合。

许桓溪等[6]指出，在正畸上颌尖牙远中移动过程中，受力后4、12、24小时其龈沟液炎症相关因子出现大幅上升，故龈沟液炎症因子水平可间接反映牙齿正畸后对其周围牙龈组织的压力，是正畸效果的客观评价指标之一。兼顾患者作息时间选择受力后24小时再次收集龈沟液并测定其中炎症指标水平，且发现两组龈沟液中MPO、sICAM-1、IL-6、IL-8等炎症指标水平有不同程度上升，但热激活镍钛弓丝组的指标水平相对较低。两组在不同弓丝置入后早期均出现不同程度反应性牙周组织炎症，这也是早期牙周骨质破坏的主要驱动力之一，但随加力时间延长、机体的自适应等，一般不会出现明显的牙周炎症。以上结果提示热激活镍钛弓丝使用后对牙周局部的致炎作用较轻，一方面与上文结果中热激活镍钛弓丝的生物相容性较高相关，另一方面与其作用特性密切相关：热激活镍钛弓丝受热时力值增加，缓慢增加的力不会给托槽造成过大的力、故也不会形成明显的牙周组织损伤，且有研究[7]证实，其最终产生的力较普通镍钛丝低。

黄岩等[8]报道，正畸牙移位大鼠模型的压力侧牙槽骨组织中破骨细胞分化因子基因表达量在建模后7天达峰值、其后逐渐降低。口腔正畸后早期可出现一系列分子及细胞因子水平的改变，持续存在着可导致长期的骨密度变化[9-11]。正畸效果与牙颌骨骨密度变化存在紧密联系，正畸效果不佳者随时间延长牙颌骨骨密度值可明显下降。本研究选择受力后7天检测龈沟液中骨吸收指标水平，发现两组正畸后TRACP-5b、β-CTX、NTX等骨吸收指标水平出现不同程度增加，其中热激活镍钛弓丝组骨吸收指标水平低于普通镍钛丝组。正畸后早期存在骨吸收旺盛，但热激活镍钛弓丝可相对减轻这种骨吸收，可能对局部骨质的保护有益。以上结果出现的具体机制不明，可能与热激活镍钛弓丝的超弹性相关：当其受应力时发生马氏体逆相变，产生大于弹性极限的应变并导致在一定形变范围内应力不会持续增加。

正畸治疗可维护牙周环境、解除咬合干扰、去除牙列拥挤，在阻碍牙周疾病进一步发展方面具有明显作用[12-14]。本研究中两组正畸后6个月牙槽骨骨密度均较治疗前呈上升趋势，而热激活镍钛弓丝组的具体骨密度值更高，说明正畸治疗可有效去除影响牙周健康的诸多因素并逆转牙槽骨损害。热激活镍钛弓丝组的骨密度增加，可能与正畸后早期骨吸收程度较轻有关。

正畸过程中采用热激活镍钛弓丝，具有良好的生物相容性且对局部牙周组织的炎症刺激较轻，在减少骨质破坏、增加牙槽骨骨密度方面效果较为明显。