上颌快速扩弓对生长发育期儿童颌面部矢状向软硬组织影响的回顾性研究

A retrospective study on the effect of rapid maxillary expansion on the maxillofacial soft and hard tissues of growing children

摘要

目的 研究上颌快速扩弓（rapid maxillary expansion,RME）对生长发育期儿童颌面部矢状向软硬组织的影响。方法 回顾性分析2018年1月至2020年12月在上海市口腔医院门诊就诊的6～12岁儿童，其中上牙弓狭窄并接受了RME治疗的40例错畸形患儿为试验组，上颌牙弓宽度正常、因个别牙错而就诊的27例患儿作为对照组。所有患者于治疗前（T0）和治疗结束2年后（T1）均拍摄头颅侧位片。图像导入Dolphin Imaging头影测量软件，结果用SPSS 22.0软件进行统计分析。结果 试验组和对照组治疗前后软硬组织相关各测量指标差异均有统计学意义。对比两组患儿的治疗效果发现，试验组治疗后SNB值增加、ANB值缩小，而对照组的变化值均明显小于试验组（P<0.05），表明上颌快速扩弓有利于下颌骨矢状向的生长发育。在牙性测量指标中，U1-SN、U1-NA、U1-APog（上中切牙突距）、Overjet（前牙覆盖）在两组间差异均有统计学意义（P<0.01），表明RME对上中切牙的凸度有明显的改善，而对下中切牙却无明显影响。在软组织指标中，RME明显减小了上唇突度、唇间隙和上中切牙暴露程度（P<0.05），但是对鼻部、颏部及其相互关系并无影响。结论 RME不仅改善了上牙及上唇突度，还有利于生长发育期儿童下颌矢状向生长发育。

关键词

错畸形 / 上颌快速扩弓(RME) / 生长发育 / 软硬组织 / 儿童

Key words

malocclusion / rapid maxillary expansion （RME） / growth and development / soft and hard tissue / child

临床上错 畸形常常表现为三维方向上的不协调，包括垂直向、矢状向及横向。而上颌骨横向发育不足是错 畸形的常见症状之一，主要表现为上颌骨及上牙弓狭窄、腭盖高拱、牙列拥挤，后牙反 或对刃等^［1］。此外，上颌骨横向发育不足还可能影响下颌骨矢状向的生长发育。

针对不同年龄段的患者，临床有不同的上颌骨/牙弓扩展方法。对于生长发育期的儿童，打开腭中缝扩宽上颌基骨，上颌快速扩弓（rapid maxillary expansion，RME）是最简单的方法^［2］。RME通过连接体将腭顶的螺旋扩弓器固定在上腭部，随着螺旋扩弓器的打开，刺激腭中缝成骨，扩宽上颌骨的同时增加上牙列的周长。RME有矫治上颌骨量不足、纠正上颌骨横向发育不调、改善牙列拥挤的作用，除此以外，RME对周围结构影响的研究还涉及下颌骨、腭顶部、前牙突度、颞下颌关节、鼻气道等^［3-5］。也有学者研究不同扩弓方式对颌面部软组织的影响，但是上述研究多为治疗前后对照，缺乏未行扩弓治疗的对照组^［6-8］。本研究主要探讨上颌扩弓治疗对生长发育期儿童颌面部矢状向软硬组织的影响，包括对上下颌骨发育、牙突度以及软组织侧貌的影响，为其临床应用提供数据参考。

资料和方法

研究对象和分组

选取2018年1月至2020年12月在上海市口腔医院同一经验丰富的正畸医师团队完成诊疗的6~12岁替牙期错 畸形患儿，以上牙弓狭窄仅行RME治疗者为试验组，上牙弓宽度正常未行RME治疗、因个别牙错颌就诊的患儿为对照组。本研究经过上海市口腔医院医学伦理委员会批准（批准号：沪口院伦审2023-006），受试者信息脱敏处理后免知情同意。根据临床电子病历筛选出潜在受试者后，核对治疗前后口内外照片、全景片和头颅侧位片以及治疗结束后随访期X片，按以下入排标准分别筛选出试验组和对照组受试者。试验组纳入标准：（1）年龄6~12岁，混合牙列期，上下颌切牙及4颗第一恒磨牙均已萌出，颈椎骨龄分期（cervical vertebrae system，CVS） Ⅱ~Ⅲ期；（2）上颌牙弓狭窄（上、下颌骨横向差大于4 mm），伴或不伴随前牙不齐；（3）磨牙中性或中性偏远中关系；（4）治疗前（T0）和治疗结束后两年（T1）随访（随访期未行任何正畸治疗且无额外保持装置）均已拍摄头颅定位侧位片且X片拍摄清楚；（5）临床电子病历示治疗方式仅包含固定式RME治疗；（6）临床电子病历示治疗不涉及上颌前方牵引、下颌前导等直接影响上下颌骨矢状向发育的矫治方法；（7）上颌后牙区无牙齿缺失或大面积缺损，可以承受上颌固定式快速扩弓装置。对照组纳入标准：（1）年龄6~12岁，混合牙列期，上下颌切牙及4颗第一恒磨牙均已萌出，CVS Ⅱ~Ⅲ期；（2）上颌牙弓宽度正常；（3）因个别牙错 而行正畸治疗，矫治的错位牙不超过2颗；（4）治疗前（T0）和治疗结束2年后（T1）随访（随访期未行任何正畸治疗且无额外保持装置）均已拍摄头颅定位侧位片且X片拍摄清楚；（5）临床电子病历示治疗方式不涉及任何形式的扩弓及上颌前方牵引、下颌前导等直接影响上下颌矢状向发育的矫治方法。两组排除标准：（1）下颌骨后缩严重（ANB角>6°）的患者；（2）上颌骨发育不足需行功能矫治或矫形力治疗的患者；（3）先天性面部发育异常者（唇腭裂等）；（4）颌面部手术史；（5）治疗结束后2年内有再次正畸治疗史；（6）有严重的不良习惯，例如口呼吸、咬唇、吃手指等。

治疗方法

在本研究中，试验组所使用的是上颌固定式快速扩弓装置，装置均由同一加工厂制作。治疗符合下述基本流程：初戴时，清洁牙面后完成扩弓器的试戴和粘接，并教会患儿家属加力方式（每晚旋转1次，每次1/4圈，可扩宽0.25 mm），加力直至上颌第一磨牙腭尖颊斜面接触下颌磨牙的腭斜面尖时，停止加力。之后上颌扩弓器被动保持至少6个月，拆除扩弓器。1年后随访，此阶段未行任何正畸治疗。对照组患儿多为个别牙错位，主要移动的错位牙不超过2颗，治疗方式为局部片段弓或双曲舌簧活动式矫治器，治疗时间不超过6个月。治疗结束后2年随访，此阶段未行保持及其他正畸治疗。

数据采集和测量

本研究受试者T0和T1期使用同一台仪器完成X线侧位片的拍摄。收集两组患儿T0和T1期拍摄的头颅定位侧位片，图像导入Dolphin Imaging软件，由同一名高年资医师1周内完成所有的受试者资料的X线头影测量，2周后重复测量1次并取平均值，组内相关系数为0.92~0.96。

样本量估算及统计学处理

根据预试验结果，本研究以测量项目ANB的变化值设定预期效应大小为-0.8，标准偏差1.5，显著性水平为0.05，检验功效80%计算样本量，得出两组共需要50名受试者。

采用SPSS 22.0软件进行数据分析，确定需要分析测量的骨性、牙性及软组织指标，计量资料以x±s表示，采用t检验等方法来比较两组受试者治疗前后的指标及其变化。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

一般情况

本研究最终纳入受试者67例，其中男性34例，平均年龄（8.5±1.1）岁，女性33例，平均年龄（8.6±1.3）岁。试验组40例（男19例，女21例），T0期平均年龄（8.6±1.1）岁，T1期平均年龄为（11.1±1.4）岁；对照组27例（男15例，女12例），T0期平均年龄（8.4±1.2）岁，T1期平均年龄（10.9±1.5）岁。两组受试者的性别、T0期年龄差异均无统计学意义。

对照组T0和T1期软硬组织测量值的比较

对照组受试者只进行了个别错位牙的矫治（主要移动的错位牙不超过2颗），但T0和T1期骨性、牙性、软组织指标差异均有统计学意义（P<0.05，表1）。骨性指标中SNA、SNB均明显增加，ANB从（2.81±2.61）°减小为（2.74±1.80）°。该组受试者未行任何涉及扩弓或功能矫治或矫形力矫治，表明生长发育期儿童上下颌骨有不同程度的生长。牙性指标中可见上牙突度U1-SN从（103.83±6.46）°增至（111.09±5.78）°，前牙覆盖Overjet由（3.11±2.80）mm增至（4.62±2.32）mm，可能是由于个别牙错位多涉及上前牙拥挤，治疗时增加了上前牙的唇倾度，该作用同时影响了软组织指标如上唇突度和上唇突距等。

试验组T0和T1期软硬组织测量值的比较

试验组受试者T0和T1期骨性、牙性、软组织指标均有显著差异（P<0.05，表2）。骨性指标中SNA、SNB均明显增加，ANB从（3.89±1.54）°减小为（3.02±1.92）°。牙性指标中上牙突度也略有增加，从（105.54±7.26）°增至（108.12±7.54）°。但与对照组不同的是，前牙覆盖Overjet明显减小，由（5.39±2.79）mm减至（4.35±1.35）mm，同时影响了软组织指标，如上下唇突度和上唇突距等均有不同程度的减小。

两组受试者软硬组织差值的比较

对比两组受试者T0和T1期变化的差值，结果见表3。代表下颌骨相对位置指标SNB值的变化试验组明显大于对照组［（2.59±1.77）° vs. （1.64±1.75）°，P<0.05］，ANB值的变化试验组也明显大于对照组，差异有统计学意义［（-0.87±1.49）° vs. （-0.06±1.48）°，P<0.05］，而下颌平面角相关指标MP-SN则两组无明显差异，表明RME有利于下颌骨矢状向的生长发育，且未增加下颌平面顺时针生长的风险。在牙性测量指标中，试验组U1-SN、U1-NA、上中切牙突距U1-APog等指标的变化明显小于对照组（P<0.01），主要原因可能为对照组患儿前牙区进行了矫正而导致上牙突度明显增加。在软组织指标中可见，试验组上唇突度相关指标（UL-EP，上唇凸度）、唇间隙Stms-Stmi和上中切牙暴露程度均明显减小，而对照组则反而有一定程度的增加，两组对比差异均有统计学意义。可见RME对上唇部影响较大，但是对鼻部、颏部及鼻颏关系无明显作用。

讨论

口腔牙、颌、面是一个整体，其在三维方向上的生长发育相互联系、相互制约，只有在三维方向上真正协调，才能获得口颌系统健康、协调、美观。本研究主要目的是探索RME对生长发育期儿童颌面部矢状向软硬组织的影响，理想的对照组应为同样存在上颌骨/牙弓狭窄却未进行RME治疗的患者。但由于伦理限制，临床上几乎无法收集到这种仅观察未治疗的病例资料，所以本研究对照组选择了因个别牙错位而行局部矫治的病例。为了控制变量，我们选择了主要矫治的错位牙不超过2颗，治疗方式为局部片段弓或双曲舌簧活动式矫治器，治疗时间约6个月，与试验组相近者。目前国内外RME治疗对颌面部软硬组织影响的研究数据多缺少长期随访，可能是因为临床上RME多为与其他矫治器一起使用的辅助治疗方式，多数患者在RME治疗后或治疗同时可能进行功能矫治或固定正畸治疗。本研究对比的是治疗前和治疗后2年随访期的X线侧位片数据，T0和T1期相差约2.5年，期间未行其他正畸治疗，能较好地反映RME治疗对生长发育期儿童颌面部软硬组织的影响。

上颌骨位于颜面中部，是支持颅面部的重要骨骼，主要由上颌体、额突、颧突、牙槽突和腭突5个部分组成，上颌骨没有规则的形态，通过颌周骨和骨缝连接，向外和颧骨相连，向内和上颌骨相连，交错相连的颅面骨组成了上颌复合体，而舌骨、上下颌骨共同支撑人体的骨骼结构^［9］。腭发育于胚胎的第6周至第12周。腭中缝具有皱褶，排列呈重叠曲折状，骨缘间有厚的结缔组织嵌入其间，分3~5层^［10］。腭中缝的成骨过程与其他骨表面的骨膜所提供的生长和骨重建相似，它不是上颌骨的生长中心，但对成骨刺激有反应。

在儿童的颅面部生长发育过程中，上颌骨的横向发育完成较早，其发育不足会引起上牙弓狭窄、牙列拥挤、上颌前突等，使患者口唇闭合困难，影响颜面美观。有研究指出，拥挤牙齿出现龋齿和牙周病的概率要高于正常排列整齐的牙齿。在鼻骨解剖结构的组成中，上颌骨占50%以上，若发生上颌横向发育不足还会引发鼻腔狭窄，导致通气障碍^［11］。鼻腔狭窄时，患者会形成张口呼吸，而长期张口呼吸习惯又会导致上颌骨狭窄、腭盖高拱、上颌前突、唇肌异常等颅面部的软硬组织畸形。错 畸形和口呼吸互为因果形成恶性循环，造成功能异常，影响患儿颜面部的美观，甚至会影响儿童的生长发育以及心理健康^［12］。可见错 畸形的治疗中，上颌骨宽度异常的矫治尤为重要。

RME是牙支持式矫治器，通过打开生长发育期儿童的上颌骨骨缝来拓宽上颌骨宽度，从而增加牙弓宽度和牙列周长。研究发现，RME后横向的软组织变化与底层硬组织变化相一致^［13］。RME治疗所带来的横向扩弓效应显著且稳定，所以本研究并没有再对RME后上颌骨的横向指标进行测量研究，而是主要关注RME对牙颌面软硬组织矢状向生长发育的影响。

在本研究的矢状向颌骨的测量指标中，两组患者鼻上颌骨区域矢状向生长发育并没有明显的统计学差异，这与Altorkat等^［14］的研究观点一致。但是本研究发现试验组SNB值的变化明显大于对照组［（2.59±1.77）° vs. （1.64±1.75）°，P<0.05］，ANB值的变化试验组也明显大于对照组［（-0.87±1.49）°vs.（-0.06±1.48）°，（P<0.05）］，说明RME治疗对下颌骨矢状向生长有明显促进作用。而下颌平面角相关指标MP-SN，面下1/3高度以及H角两组均无明显差异，表明生长发育期上颌骨宽度不足的儿童接受RME治疗并未引起下颌骨垂直方向顺时针旋转。有学者提出RME对下颌可能产生短期影响，如自发的Ⅱ类矫正或顺时针下颌旋转^［4，15］。然而，这种现象主要表现在咬合关系上，由自然生长引起的骨骼变异加剧，缺乏长期随访证据，且缺乏对照组进行比较分析。有长期随访的研究认为，RME对下颌平面角的改变并没有统计学意义^［16-17］。Rozzi等^［18］的研究发现，在RME治疗后不久，下颌高角度的患者会进行顺时针方向的下颌旋转，这可能是由于这类患者的肌肉力量较低，导致牙支抗较低和上颌后牙颊倾角增大。尽管如此，在RME治疗停止1年后，两组之间没有明显的垂直变化。

本研究中对照组牙性指标可见上牙突度和前牙覆盖均有所增加，可能是由于个别牙错位多涉及上前牙拥挤，治疗时增加了上前牙的唇倾度，该作用同时影响了软组织指标如上唇突度UL-EP和上唇突距等。但是，试验组T0至T1期上中切牙的凸度以及倾斜度均减少，差异有统计学意义，这可能是因为扩弓后打开腭中缝，从而增加了上颌牙弓周长、改善上前牙的凸度及倾斜度。

在矢状向的软组织测量中，RME后鼻唇颏的相互关系没有明显的统计学改变，这与上颌骨和鼻子的向前生长相关^［8］。表3可见与对照组相比，上颌快速扩弓对上唇部有明显改建作用，再加之上前牙凸度的改善，从而使上唇凸度减小，唇闭合更为自然，唇间隙也随之缩小。Aras等^［19］报道RME治疗后嘴唇横向拉伸能显著改善嘴唇厚度。一直以来，单纯RME治疗引起唇面部软硬组织的变化缺乏对照数据，因为临床上多数患者在RME治疗后需要进行功能矫治或固定正畸治疗，所以少有研究涉及RME治疗对颌面部软硬组织的长期影响。本研究对比的是治疗前和治疗后2年随访期，如果能增加随访时间，可能会更好地反映RME治疗对生长发育期儿童面部轮廓的影响。

综上所述，本回顾性研究使用个别牙错位的病例作为对照组，研究了上颌快速扩弓对生长发育期儿童颌面部矢状向软硬组织的影响，发现上颌快速扩弓不仅改善了上牙及上唇突度，减小了前牙覆盖，还可能有利于生长发育期儿童下颌矢状向生长发育。

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基金资助

上海市卫健委面上项目(202340147)

国家自然科学基金(82401047)

上海市口腔医院医匠培养计划项目(SHH-2022-YJ-A05)