DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-05712-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40038618
تاريخ النشر: 2025-03-05
المؤلف: Zhenyun Du وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقويم الأسنان وطب الأسنان الوجهية
نظرة عامة
في هذه الدراسة، بحث المؤلفون تأثيرات حركة الكلاب على استجابة القواطع والأسنان الخلفية أثناء سحب الأسنان الأمامية العلوية بشكل جماعي باستخدام أجهزة التقويم الشفافة. تم تطوير نموذج ثلاثي الأبعاد للعناصر المحدودة لمحاكاة عملية السحب بعد استخراج الضرس الأول، مع سحب القواطع بمقدار 0.15 مم ودفعها بمقدار 0.10 مم. تم اختبار سحب الكلاب في ست مجموعات بمقادير متفاوتة (من 0 مم إلى 0.30 مم)، بالإضافة إلى مجموعة منفصلة لسحب الكلاب بمقدار 0.25 مم. استخدم التحليل برنامج ANSYS® لتقييم الإزاحات والقوى الناتجة على الأسنان.
أشارت النتائج إلى أنه بدون حركة الكلاب، تعرضت القواطع لتقلبات لسانية غير مسيطر عليها، بينما أظهرت الكلاب تقلبات ميسالية. أدى زيادة مقدار سحب الكلاب إلى تقليل قوة السحب اللساني واللحظة الدوارة في القواطع، مما أدى إلى تقليل الميل اللساني وزيادة دفع القواطع، بالإضافة إلى زيادة الميل الخلفي للكلب. بشكل محدد، في المجموعة التي شهدت سحب الكلاب بمقدار 0.25 مم، لوحظت تقلبات لسانية مسيطر عليها في القواطع. خلصت الدراسة إلى أن تعزيز سحب الكلاب يمكن أن يخفف من تقلبات القواطع اللسانية غير المسيطر عليها أثناء السحب الجماعي، مما يبرز أهمية النظر في التأثيرات المتبادلة لحركات الأسنان في علاج أجهزة التقويم الشفافة.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية الشعبية المتزايدة لأجهزة التقويم الشفافة كبديل للأجهزة الثابتة التقليدية. بينما تعتبر أجهزة التقويم الشفافة فعالة في حالات عدم الاستخراج الخفيفة، فإنها تواجه تحديات في إدارة الحالات المعقدة، خاصة في سيناريوهات استخراج الضروس. تشير الدراسات إلى أن أجهزة التقويم الشفافة أقل فعالية من الأجهزة الثابتة في التحكم في عزم الأسنان الأمامية وعلاقات الضروس، مما يؤدي إلى حركات غير مرغوب فيها مثل زيادة الميل اللساني ودفع القواطع، بالإضافة إلى تقلبات خلفية للكلاب. تنشأ هذه القضايا، المعروفة باسم “تأثيرات الانحناء”، من قيود خصائص مادة جهاز التقويم، مما يعيق الحركة الجذرية الكافية ويتطلب علاجات إضافية لتعزيز السيطرة.
تؤكد الورقة على الجوانب البيوميكانيكية الفريدة لعلاج أجهزة التقويم الشفافة، خاصة القدرة على ضبط سحب الكلاب والقواطع بشكل مستقل أثناء السحب الجماعي، مما يتناقض مع الحركة المتزامنة التي تُرى في الأجهزة الثابتة. يبرز المؤلفون فائدة تحليل العناصر المحدودة (FEA) في دراسة بيوميكانيكا حركة الأسنان، حيث يحاكي بدقة التفاعلات بين جهاز التقويم والأسنان، مما يدعم النتائج السريرية. الهدف الرئيسي من الدراسة هو استكشاف كيفية تأثير درجات مختلفة من حركة الكلاب على استجابة كل من الأسنان الأمامية والخلفية أثناء سحب الأسنان الأمامية العلوية بشكل جماعي باستخدام أجهزة التقويم الشفافة.
الطرق
تحدد قسم “الطرق” الإجراءات التجريبية والتحليلية المستخدمة في الدراسة. توضح معايير اختيار المشاركين، والتدخلات أو العلاجات المحددة المقدمة، والأدوات أو الأجهزة المستخدمة لجمع البيانات. يتم وصف التحليلات الإحصائية، بما في ذلك الاختبارات المطبقة لتقييم دلالة النتائج، مما يضمن أن المنهجية قوية وقابلة للتكرار.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات حول تحديد حجم العينة، وعمليات العشوائية، وأي اعتبارات أخلاقية تم أخذها في الاعتبار أثناء البحث. بشكل عام، تم تصميم الطرق لاختبار الفرضيات المطروحة في الدراسة بدقة، مما يوفر إطارًا واضحًا لفهم النتائج المقدمة في الأقسام اللاحقة.
النتائج
في الدراسة، تم تحليل تأثيرات سحب الكلاب المتفاوت على حركة الأسنان الأمامية عبر مجموعات تجريبية مختلفة. في المجموعة CR، أظهرت الكلاب تقلبات خلفية وسانية، بينما أظهرت القواطع تقلبات شفهية وميسالية. على العكس، في المجموعة 0، حيث تم سحب القواطع بدون حركة الكلاب، حدثت تقلبات لسانية وخلفية غير مسيطر عليها في القواطع، مع إظهار الكلاب لتقلبات ميسالية وسانية. مع زيادة حركة الكلاب من 0.10 مم إلى 0.20 مم، شهدت القواطع تقليلًا في التقلبات اللسانية والخلفية، بالإضافة إلى زيادة الدفع، بينما أظهرت الكلاب مزيدًا من التقلبات الخلفية والسانية مع الدفع. من الجدير بالذكر أن سحب القواطع المركزية والجانبية تم تحقيقه مع حركات الكلاب بمقدار 0.26 مم و0.23 مم، على التوالي.
كان مركز الدوران (COR) للقاطع المركزي يقع في الجزء الأوسط من الجذر للمجموعات من 0 إلى 0.20، وانتقل أقرب إلى القمة في المجموعة 0.25. انتقل مركز الدوران للقاطع الجانبي تدريجيًا إلى الأسفل من المجموعات من 0 إلى 0.20، ثم انتقل إلى الجزء القاطع في المجموعة 0.25. كشفت تحليل توزيع الإجهاد أن إجهاد فون ميس كان موزعًا بالتساوي في الأربطة اللثوية للقواطع في المجموعات 0.25 و0.20، مع ملاحظة أقصى إجهاد عند قمة الكلب في مجموعات حركة الكلاب الأعلى. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الأسنان الخلفية باستمرار تقلبات ميسالية عبر جميع المجموعات، مع ارتباط مقدار الإزاحة الميسالية إيجابيًا بسحب الكلاب. مع زيادة حركة الكلاب، أظهرت الضرس الثاني والضرس الأول زيادة في الدفع، بينما أظهر الضرس الثاني مزيدًا من الدفع. انتقلت القوى المؤثرة على القاطع المركزي من اللساني إلى الشفهي مع زيادة سحب الكلاب، مع تحول ملحوظ في اتجاه اللحظة من عقارب الساعة إلى عكس عقارب الساعة بعد 0.20 مم من حركة الكلاب.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تطوير نموذج تحليل العناصر المحدودة (FEA) للتحقيق في تأثيرات علاج أجهزة التقويم الشفافة على حركة الأسنان، مع التركيز بشكل خاص على سحب القواطع والكلاب. تم بناء النموذج باستخدام بيانات من التصوير المقطعي المحوسب باستخدام شعاع مخروط، وشمل تمثيلات مفصلة للهياكل السنية، مثل الأربطة اللثوية والعظم السنخي. كشفت التحليلات أن تأثير التدرج لجهاز التقويم يحاكي بشكل فعال النتائج السريرية، مما يظهر أن سحب الكلاب المتزامن يمكن أن يخفف من التقلبات اللسانية غير المسيطر عليها للقواطع أثناء السحب الجماعي. بشكل محدد، وجدت الدراسة أن سحب الكلاب بمقدار 0.26 مم يمكن أن يحقق سحبًا جسديًا للقواطع المركزية والجانبية، مع تقليل التقلبات غير المرغوب فيها.
تؤكد النتائج على أهمية التحكم في التثبيت والتأثيرات المتبادلة للقوى التقويمية في علاج أجهزة التقويم الشفافة. لا يساعد زيادة سحب الكلاب فقط في التحكم في حركة القواطع، بل يؤثر أيضًا على وضع الأسنان المجاورة، مما يبرز الطبيعة المترابطة لحركات الأسنان في تقويم الأسنان. تقترح الدراسة أن يقوم الممارسون بأخذ هذه التفاعلات في الاعتبار وإمكانية القوى غير المقصودة عند التخطيط للعلاج باستخدام أجهزة التقويم الشفافة. ومع ذلك، يشير المؤلفون إلى قيود في تحليلهم، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من الدراسات السريرية والمخبرية للتحقق من نتائجهم وتحسين بروتوكولات العلاج.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-05712-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40038618
Publication Date: 2025-03-05
Author(s): Zhenyun Du et al.
Primary Topic: Orthodontics and Dentofacial Orthopedics
Overview
In this study, the authors investigated the effects of canine movement on the responses of incisors and posterior teeth during maxillary anterior en-masse retraction using clear aligners. A three-dimensional finite element model was developed to simulate the retraction process following first premolar extraction, with incisors retracted by 0.15 mm and intruded by 0.10 mm. Canine retraction was tested in six groups with varying amounts (0 mm to 0.30 mm), alongside a separate group for 0.25 mm canine retraction. The analysis utilized ANSYS® software to assess the resulting displacements and forces on the dentition.
The results indicated that without canine movement, incisors experienced uncontrolled lingual tipping, while the canine showed mesial tipping. Increasing the amount of canine retraction reduced the lingual retraction force and clockwise moment on the incisors, leading to less lingual inclination and more extrusion of the incisors, as well as increased distal inclination of the canine. Specifically, in the group with 0.25 mm canine retraction, controlled lingual tipping was observed in the incisors. The study concluded that enhancing canine retraction can mitigate uncontrolled lingual tipping of incisors during en-masse retraction, highlighting the importance of considering reciprocal effects of tooth movements in clear aligner therapy.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the growing popularity of clear aligners as an alternative to traditional fixed orthodontic appliances. While clear aligners are effective for mild non-extraction cases, they face challenges in managing complex cases, particularly in premolar extraction scenarios. Studies indicate that clear aligners are less effective than fixed appliances in controlling anterior torque and molar relationships, leading to undesirable tooth movements such as increased lingual inclination and extrusion of incisors, as well as distal tipping of canines. These issues, referred to as “bowing effects,” arise from the limitations of the aligner’s material properties, which hinder adequate root movement and necessitate adjunctive treatments to enhance control.
The paper emphasizes the unique biomechanical aspects of clear aligner therapy, particularly the ability to adjust canine and incisor retraction independently during en-masse retraction, contrasting with the simultaneous movement seen in fixed appliances. The authors highlight the utility of finite element analysis (FEA) in studying the biomechanics of tooth movement, as it accurately simulates the interactions between the aligner and teeth, corroborating clinical findings. The primary aim of the study is to explore how varying degrees of canine movement influence the responses of both anterior and posterior teeth during maxillary anterior en-masse retraction using clear aligners.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental and analytical procedures employed in the study. It details the selection criteria for participants, the specific interventions or treatments administered, and the tools or instruments used for data collection. Statistical analyses are described, including the tests applied to evaluate the significance of the results, ensuring that the methodology is robust and reproducible.
Additionally, the section may include information on the sample size determination, randomization processes, and any ethical considerations taken into account during the research. Overall, the methods are designed to rigorously test the hypotheses posed in the study, providing a clear framework for understanding the findings presented in subsequent sections.
Results
In the study, the effects of varying canine retraction on the movement of anterior teeth were analyzed across different experimental groups. In group CR, canines exhibited distal and lingual tipping, while incisors displayed labial and mesial tipping. Conversely, in group 0, where incisors were retracted without canine movement, uncontrolled lingual and distal tipping occurred in the incisors, with the canines showing mesial and lingual tipping. As canine movement increased from 0.10 mm to 0.20 mm, incisors experienced reduced lingual and distal tipping, alongside increased extrusion, while canines showed more distal and lingual tipping with intrusion. Notably, bodily retraction of the central and lateral incisors was achieved with canine movements of 0.26 mm and 0.23 mm, respectively.
The center of rotation (COR) for the central incisor was located in the middle part of the root for groups 0 to 0.20, shifting closer to the apex in group 0.25. The lateral incisor’s COR gradually moved apically from groups 0 to 0.20, then shifted to the incisal part in group 0.25. Stress distribution analysis revealed that von Mises stress was evenly distributed in the periodontal ligaments of the incisors in groups 0.25 and 0.20, with maximum stress observed at the apex of the canine in higher canine movement groups. Additionally, posterior teeth consistently exhibited mesial tipping across all groups, with the amount of mesial displacement positively correlated to canine retraction. As canine movement increased, the second premolar and first molar showed increased intrusion, while the second molar exhibited more extrusion. The forces acting on the central incisor transitioned from lingual to labial as canine retraction increased, with a notable shift in the moment direction from clockwise to anticlockwise beyond 0.20 mm of canine movement.
Discussion
In this study, a finite element analysis (FEA) model was developed to investigate the effects of clear aligner therapy on tooth movement, particularly focusing on the retraction of incisors and canines. The model was constructed using data from cone beam computed tomography and included detailed representations of dental structures, such as periodontal ligaments and alveolar bone. The analysis revealed that the ramping effect of the aligner effectively mimicked clinical outcomes, demonstrating that simultaneous retraction of canines could mitigate the uncontrolled lingual tipping of incisors during en-masse retraction. Specifically, the study found that a canine retraction of 0.26 mm could achieve bodily retraction of the central and lateral incisors, while also minimizing undesirable tipping.
The findings underscore the importance of anchorage control and the reciprocal effects of orthodontic forces in clear aligner therapy. Increased canine retraction not only aids in controlling incisor movement but also influences the positioning of adjacent teeth, highlighting the interconnected nature of tooth movements in orthodontics. The study suggests that practitioners should consider these interactions and the potential for unintended forces when planning treatment with clear aligners. However, the authors note limitations in their analysis, emphasizing the need for further in vitro and clinical studies to validate their results and refine treatment protocols.