DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-03906-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38341537
تاريخ النشر: 2024-02-10
المؤلف: Lin Zhu وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقويم الأسنان وطب الأسنان الوجهية
نظرة عامة
هدفت هذه الدراسة إلى تقييم تأثيرات التقويم الشفاف على الأسنان الأمامية وأنماط حركة الأضراس السفلية المختلفة من خلال تحليل العناصر المحدودة. تم بناء نموذج ثلاثي الأبعاد للفك السفلي، يتميز بوجود عضة عميقة، باستخدام بيانات التصوير المقطعي المحوسب باستخدام شعاع مخروط (CBCT). تم تحليل خمس تكوينات، كل منها يتضمن تركيبات مختلفة من إبعاد الأضراس الثانية وإخراج الأضراس الأولى والثانية.
كشفت النتائج أن جميع التكوينات سهلت إبعاد الأضراس السفلية، حيث حقق التكوين A أعلى إزاحة بعيدة. ومن الجدير بالذكر أن التكوين E، الذي شمل الإخراج والتوسع في نفس الوقت، أدى إلى أكبر ميل شفهي للسن المركزي السفلي ولكنه كان له تأثير ضئيل على إبعاد الأضراس مقارنة بالتكوين A. بالإضافة إلى ذلك، أنتج التكوين E أعلى ضغط على الرباط اللثوي على الأسنان القاطعة. خلصت الدراسة إلى أنه بينما يمكن أن تسهل التقويمات الشفافة بشكل فعال إبعاد الأضراس، فإن الاعتبار الدقيق للعظم السنخي المحيط بالأسنان الأمامية أمر ضروري لتقليل المخاطر مثل تراجع اللثة والانفتاق. علاوة على ذلك، وُجد أن الإخراج المتزامن للأضراس أثناء إبعاد الأضراس كان له تأثير ضئيل على عملية الإبعاد.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الشعبية المتزايدة للتقويمات الشفافة على مدار العقد الماضي، والتي تعزى إلى مزاياها الجمالية، والراحة، وتعزيز النظافة الفموية مقارنةً بالأقواس التقليدية. لقد أثبتت التقويمات الشفافة فعاليتها في تطبيقات تقويم الأسنان المختلفة، مثل إبعاد الأضراس، وإغلاق الفراغات، ومحاذاة الأسنان الأمامية، مع قابلية توقع ملحوظة تبلغ حوالي 80% لإبعاد الأضراس العلوية. ومع ذلك، لا تزال التحديات قائمة، خاصة في التحكم في إخراج الأضراس وغمر الأسنان السفلية، وهو أمر حاسم لتصحيح العضة العميقة.
تؤكد هذه الفقرة أنه بينما تتطلب الطرق التقليدية في تقويم الأسنان غالبًا محاذاة واسعة للقوس لمعالجة منحنى سباي، قد تقدم التقويمات الشفافة نهجًا أكثر كفاءة من خلال السماح بغمر الأسنان السفلية في وقت مبكر. على الرغم من مزاياها، لا تزال كفاءة الحركات مثل إخراج الأضراس وغمر الأسنان الأمامية منخفضة، خاصةً في المرضى الذين لديهم أنماط وجه منخفضة التباين. تهدف الدراسة إلى التحقيق في تأثيرات أنماط حركة الأضراس السفلية المختلفة باستخدام نموذج ثلاثي الأبعاد للعناصر المحدودة للتقويمات الشفافة، مما يوفر رؤى لتحسين استراتيجيات العلاج السريرية.
طرق البحث
في هذه الدراسة، كان الهدف من المؤلفين هو تحديد الطريقة الأكثر فعالية للعلاج التقويمي غير المرئي، مع التركيز بشكل خاص على إخراج الأسنان الخلفية وإبعاد الضرس الثاني. تضمنت التصميم التجريبي تقييم خمسة بروتوكولات حركة متميزة، والتي تم تفصيلها في الجدول 3. تم تحليل هذه البروتوكولات بشكل منهجي لتحديد فعاليتها في تحقيق النتائج التقويمية المرغوبة.
النتائج
تكشف نتائج الدراسة حول أنماط الإزاحة للضرس الثاني عبر خمسة بروتوكولات إزاحة الأضراس عن نتائج مهمة تتعلق بحركة الأسنان وتوزيع الضغط. أظهر التكوين A أعلى تشوه أقصى بلغ 0.092578 مم، تلاه عن كثب التكوينات C (0.090879 مم)، B (0.088289 مم)، D (0.085437 مم)، وE (0.315 مم). ومن الجدير بالذكر أن جميع قمم الجذور تحركت نحو الداخل، مما أدى إلى ميل غير متحكم فيه نحو اللسان. أظهرت تحليل المتجهات أن حركة الضرس الثاني حدثت بشكل أساسي على طول المحور السيني، حيث حقق التكوين A أكبر ترجمة بلغت 0.093723 مم، بينما أدى التكوين E إلى 0.085493 مم.
تفاوت توزيع الضغط بين الأسنان الأمامية، حيث أظهرت الأسنان القاطعة المركزية تركيز الضغط في الثلث العنقي على السطح اللساني، والأسنان القاطعة الجانبية في المنطقة العنقية على السطوح الشفوية والبعيدة. اختلف توزيع الضغط على الأنياب عبر التكوينات، حيث أظهرت التكوينات A وB ضغطًا في الثلث العنقي والقمة، بينما عرضت التكوينات C وD ضغطًا في المنطقة العنقية على السطوح الشفوية والبعيدة، على التوالي. كان الضغط في التكوين E موجودًا في المناطق العنقية الشفوية واللسانية. بالإضافة إلى ذلك، كان الضغط المعادل على الرباط اللثوي (PDL) في التكوينات A وB وC وD بشكل أساسي في المناطق العنقية البعيدة والشفوية للسن الكلب، بينما حصر التكوين E الضغط في المنطقة العنقية الشفوية. تم ملاحظة أكبر إزاحة شفوية لقمة السن القاطع المركزي في التكوين E، بينما أظهرت الأسنان القاطعة الجانبية والكلب أكبر إزاحات في التكوينات C وD، على التوالي.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم إعادة بناء نموذج هندسي ثلاثي الأبعاد من بيانات التصوير المقطعي المحوسب باستخدام شعاع مخروط (CBCT) لمريض يعاني من عضة عميقة، وفقًا للإرشادات الأخلاقية ومع الحصول على موافقة مستنيرة. استخدم إعادة البناء برنامج Mimics 20.0 لنمذجة ثلاثية الأبعاد، وتم إجراء نمذجة العناصر المحدودة (FE) باستخدام ANSYS Workbench 2019، مع التركيز على الجانب الأيمن من الأسنان السفلية بسبب التماثل الثنائي. أنشأت الدراسة نظام إحداثيات عالمي استنادًا إلى بيانات CBCT لتحليل حركات الأسنان، خاصة في سياق سوء الإطباق الناتج عن العضة العميقة، والتي يمكن أن تنشأ من عوامل سنية وهيكلية.
تشير النتائج إلى أن تصحيحات العضة العميقة غالبًا ما تؤدي إلى فقدان التثبيت للأسنان الأمامية، مما يؤدي إلى ميل شفوي ويؤثر على كفاءة إبعاد الأضراس. أظهرت الدراسة أن الإخراج المتزامن للأضراس أثناء إبعاد الأضراس له تأثير ضئيل على عملية الإبعاد نفسها. بالإضافة إلى ذلك، سلطت الضوء على أهمية مراقبة العظم السنخي، خاصة حول الأنياب، أثناء التوسع والإخراج المتزامن لمنع الآثار السلبية مثل تراجع اللثة وامتصاص العظام. تشمل قيود الدراسة الاعتماد على نموذج واحد والحاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف التباينات في حركة الأسنان عبر سيناريوهات سريرية مختلفة.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-03906-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38341537
Publication Date: 2024-02-10
Author(s): Lin Zhu et al.
Primary Topic: Orthodontics and Dentofacial Orthopedics
Overview
This study aimed to evaluate the effects of clear aligners on anterior teeth and various patterns of mandibular molar movement through finite element analysis. A three-dimensional model of the mandible, characterized by a deep overbite, was constructed using cone beam computed tomography (CBCT) data. Five configurations were analyzed, each involving different combinations of second molar distalization and the extrusion of first and second premolars.
The findings revealed that all configurations facilitated mandibular molar distalization, with configuration A achieving the highest distal displacement. Notably, configuration E, which included simultaneous extrusion and expansion, resulted in the greatest labial tipping of the mandibular central incisor but had a minimal effect on molar distalization compared to configuration A. Additionally, configuration E produced the highest periodontal ligament pressure on the incisors. The study concluded that while clear aligners can effectively facilitate molar distalization, careful consideration of the alveolar bone surrounding anterior teeth is essential to mitigate risks such as gingival recession and dehiscence. Furthermore, simultaneous extrusion of premolars during molar distalization was found to have negligible impact on the distalization process.
Introduction
The introduction highlights the growing popularity of clear aligners over the past decade, attributed to their aesthetic advantages, comfort, and enhanced oral hygiene compared to traditional braces. Clear aligners have proven effective in various orthodontic applications, such as molar distalization, space closure, and anterior tooth alignment, with a notable predictability of approximately 80% for upper molar distalization. However, challenges remain, particularly in controlling molar extrusion and mandibular incisor intrusion, which are critical for correcting deep overbites.
The section emphasizes that while traditional orthodontic methods often require extensive arch alignment to address the curve of Spee, clear aligners may offer a more efficient approach by allowing earlier intrusion of mandibular incisors. Despite their advantages, the efficiency of movements such as molar extrusion and anterior intrusion remains low, particularly in patients with hypodivergent facial patterns. The study aims to investigate the effects of different mandibular molar movement patterns using a three-dimensional finite element model of clear aligners, providing insights for optimizing clinical treatment strategies.
Methods
In this study, the authors aimed to identify the most effective method for invisible orthodontic treatment, specifically focusing on the extrusion of posterior teeth and the distalization of the second molar. The experimental design involved the evaluation of five distinct movement protocols, which are detailed in Table 3. These protocols were systematically analyzed to determine their efficacy in achieving the desired orthodontic outcomes.
Results
The results of the study on the displacement patterns of the second molar across five molar displacement protocols reveal significant findings regarding tooth movement and stress distribution. Configuration A exhibited the highest maximum deformation of 0.092578 mm, followed closely by configurations C (0.090879 mm), B (0.088289 mm), D (0.085437 mm), and E (0.315 mm). Notably, all root apexes moved mesially, leading to uncontrolled lingual distal tipping. The vector analysis indicated that the second molar’s movement predominantly occurred along the x-axis, with configuration A yielding the greatest translation of 0.093723 mm, while configuration E resulted in 0.085493 mm.
Stress distribution varied among the anterior teeth, with central incisors showing stress concentrated at the cervical third on the lingual surface, and lateral incisors at the cervical area on the labial and distal surfaces. Canine stress distribution differed across configurations, with configurations A and B showing stress at the cervical third and apex, while configurations C and D displayed stress at the cervical area on the labial and distal surfaces, respectively. Configuration E’s stress was located at the labial and lingual cervical areas. Additionally, the equivalent stress on the periodontal ligament (PDL) in configurations A, B, C, and D was primarily at the distal and labial cervical areas of the canine, whereas configuration E localized stress at the labial cervical area. The maximum labial displacement of the central incisor crown was noted in configuration E, with the lateral incisor and canine showing maximum displacements in configurations C and D, respectively.
Discussion
In this study, a 3D geometrical model was reconstructed from cone-beam computerized tomography (CBCT) data of a patient with a deep overbite, following ethical guidelines and with informed consent. The reconstruction utilized Mimics 20.0 software for 3D modeling, and finite element (FE) modeling was performed using ANSYS Workbench 2019, focusing on the right side of the mandibular dentition due to bilateral symmetry. The study established a global coordinate system based on CBCT data to analyze tooth movements, particularly in the context of deep bite malocclusions, which can arise from both dental and skeletal factors.
The findings indicate that deep bite corrections often lead to anchorage loss of anterior teeth, resulting in labial inclination and affecting molar distalization efficiency. The study demonstrated that simultaneous extrusion of premolars during molar distalization has minimal impact on the distalization process itself. Additionally, it highlighted the importance of monitoring the alveolar bone, particularly around the canines, during simultaneous expansion and extrusion to prevent adverse effects such as gingival recession and bone resorption. Limitations of the study include reliance on a single model and the need for further research to explore variations in tooth movement across different clinical scenarios.