Biomarker der kieferorthopädischen Zahnbewegung mit festsitzenden Apparaturen und Vibrationstherapie

Spezifische Ziele

1. Bestimmung, ob eine kombinierte vibrationsfixierte Apparaturbehandlung die Expression spezifischer Knochenumbaufaktoren im Speichel im Vergleich zu einer fixierten kieferorthopädischen Behandlung allein verändert.
2. Weitere Erläuterung der Rolle der Vibrationsbehandlung auf den Grad der Zahnmobilität während der Behandlung mit festsitzender Apparatur im Vergleich zur Kontrolle.
3. Um festzustellen, ob eine Behandlung mit kombinierten vibrationsfixierten Apparaturen die Geschwindigkeit der kieferorthopädischen Zahnbewegung während der Ausrichtungsphase der Behandlung erhöht.
4. Bewertung der Rolle der Vibrationsbehandlung bei der Schmerzkontrolle bei Patienten, die sich einer kieferorthopädischen Behandlung unterziehen.

Screening- und Rekrutierungsverfahren Ungefähr 600 Patienten beginnen jedes Jahr mit der Behandlung in der Kieferorthopädischen Klinik der Universität von Connecticut. Ziel des Pilotprojekts ist die Rekrutierung von insgesamt 40 Patienten mit 20 männlichen und 20 weiblichen Probanden, die zu gleichen Teilen in Kontroll- und Vibrationsgruppen aufgeteilt sind. Basierend auf den prognostizierten Starts gehen wir davon aus, dass die Rekrutierungsziele in den ersten 12 Monaten der Studie erreicht werden.

Potenzielle Probanden werden für diese Studie gescreent, nachdem sie alle üblichen anfänglichen Screening-Verfahren für Patienten in der Kieferorthopädischen Klinik der Universität von Connecticut mit ihrem ernannten primären kieferorthopädischen Anbieter abgeschlossen haben. Der primäre kieferorthopädische Anbieter wird anhand der Einschluss-/Ausschlusskriterien entscheiden, ob sich der Patient wahrscheinlich für die Studie qualifiziert (Vorauswahl). Die anfänglichen klinischen Indikatoren für die Eignung, die während des Vorscreenings bewertet werden, sind ein gesunder Patient, der sich einer Behandlung ohne Extraktion mit guter Mundhygiene unterzieht. Männliche und weibliche Probanden aller Ethnien werden eingeschlossen, wenn sie zwischen 15 und 35 Jahre alt sind.

Wenn der potenzielle Patient die Anfangskriterien erfüllt, wird der kieferorthopädische Anbieter den Studienkoordinator und den PI benachrichtigen, um die bestehenden zahnärztlichen Aufzeichnungen des Patienten zu überprüfen, einschließlich Screening-Formulare, Modelle und/oder Röntgenaufnahmen, um die wahrscheinliche Eignung zur Teilnahme an der Studie zu bestätigen.

Studienverfahren I. Standardisiertes kieferorthopädisches Behandlungsprotokoll Das Behandlungsprotokoll der kieferorthopädischen Klinik wird standardisiert, um die Variabilität in der Behandlungsfolge zu minimieren. Alle Fächer werden mit 0,022 "X 0,028" verbunden Brackets Passive selbstligierende Brackets mit Verschreibung maximaler Bandspannung (MBT) vom 2. Prämolar zum 2. Prämolar in beiden Bögen und geklebte Röhrchen an den 1. Molaren bei der Baseline (T0)-Besichtigung. Jedem Probanden wird beim ersten Besuch ein 0,014 Zoll Kupfer-Nickel-Titan (NiTi)-Bogendraht platziert. Bei T2 wird der nächste Drahtbogen in der Sequenz (0,014 Zoll x 0,025 Zoll Kupfer-NiTi) platziert.

Die Probanden werden alle 4-6 Wochen bei normal festgelegten Besuchen gesehen. Der primäre Kieferorthopäde leitet die Ausrichtungs- und Nivellierungsphase der Behandlung und führt die Drahtsequenz wie angegeben durch. Der Platzierung jedes Bogendrahts wird kein bestimmtes Verfahren/Zeitfenster zugewiesen. Von den Anbietern wird erwartet, dass sie mit dem nächsten Drahtbogen fortfahren, wenn dieser basierend auf dem Grad der erreichten Ausrichtung bequem platziert werden kann.

Im Falle eines Bracketbruchs muss der Proband innerhalb von 7 Tagen zum Rebonding des Brackets aufgesucht werden, sowohl in der Standardversorgung als auch in der Studie. Der primäre kieferorthopädische Anbieter positioniert das Bracket in der idealen Position und fährt mit der Ausrichtung unter Verwendung der Studienbogendrähte fort. Wenn der Proband nicht innerhalb von 7 Tagen nach dem Bruch erscheint, wird er/sie von der Studie ausgeschlossen.

II. Randomisierungsverfahren Nach der Rekrutierung für die Studie und nachdem der Studienkoordinator bei T0 Baseline-Maßnahmen durchgeführt hat, wird die Randomisierung durchgeführt. Da die Studiengruppen nach Geschlecht unterteilt werden, erfolgt eine getrennte Randomisierung für Männer und Frauen. Block-Randomisierung wird verwendet. Basierend auf dem Geschlecht werden 20 undurchsichtige Umschläge generiert, die die Gruppenzuordnung enthalten (10 für die Vibrationsstudiengruppe, 10 für die Nicht-Vibrationskontrollgruppe). Zum Zeitpunkt der Randomisierung wählt das Subjekt einen Umschlag und gibt die Gruppenzuordnung bekannt. Für Probanden, die der Vibrationsgruppe zugeteilt wurden, wird der Studienkoordinator detaillierte Anweisungen zur Bedienung des Geräts geben und diese Probanden anweisen, es 20 Minuten pro Tag zu benutzen.

III. Datenerfassungsverfahren Am Tag des Klebens (T0) wird vor dem Einsetzen von Apparaturen unstimulierter Gesamtspeichel gesammelt und Periotest an ausgewählten Zähnen im Unterkieferbogen durchgeführt. Zusätzlich werden Alginatmodellabdrücke genommen. Diese Verfahren werden in den nächsten Abschnitten ausführlicher beschrieben. Sobald Baseline-Maßnahmen durchgeführt wurden, führt der PI die Randomisierung durch und teilt dem Studienkoordinator mit, welcher Gruppe der Proband zugeordnet wird („Vibrationsbehandlung“ oder „keine Vibration“). Die der Vibrationsbehandlungsgruppe zugeordneten Patienten werden mit dem Vibrationsgerät (Acceledent) ausgestattet und angewiesen, die 20 Minuten pro Tag gemäß den Anweisungen des Herstellers zu verwenden.

Nachdem festsitzende Apparaturen platziert wurden und die Zahnbewegung beginnt, werden die Probanden je nach Zuordnung mit einer standardmäßigen kieferorthopädischen Behandlung mit oder ohne Vibrationsbehandlung fortfahren. Speichelproben, Periotest- und Alginatabdrücke werden zu T1 (5–6 Wochen nach T0), T2 (10–12 Wochen nach T0) und T3 (15–17 Wochen nach T0) entnommen. Die Probanden werden zwischen 12 und 17 Uhr untersucht, um eine mögliche Verwechslung von Speichelmarkern durch zirkadiane Rhythmen zu minimieren.

Speichel-Biomarker Die Sammlung von unstimuliertem Vollspeichel wird mit denselben Methoden durchgeführt, die von Navazesh und Kumar beschrieben wurden. Nicht stimulierter Vollspeichel wird durch passives Sabbern in sterile Zentrifugenröhrchen auf Eis für 15 Minuten gesammelt oder sobald 2-10 Milliliter (ml) Speichel zu Studienbeginn und bei jedem Besuch gesammelt werden, je nachdem, was zuerst eintritt. Sobald der Speichel gesammelt ist, werden die Proben auf Eis gehalten und mit Proteinase-Inhibitor ergänzt. Die Proben werden dann 10 Minuten lang bei 3000 U/min zentrifugiert, um Zelltrümmer zu entfernen, und die Überstände werden gesammelt und bei -80 °C gelagert, bis sie für die Analyse auf Biomarker bereit sind.

Biomarker werden durch einen ELISA-Assay nach einem direkten Sandwich-Verfahren unter Verwendung eines Standardprotokolls bewertet.

Periotest-Messverfahren Diese Messung wird zu Studienbeginn und bei jedem Besuch durchgeführt. Der Grad der Zahnbeweglichkeit wird unter Verwendung eines Periotest-Geräts (Siemens, Bensheim, Deutschland) an den mittleren Schneidezähnen, Eckzähnen und zweiten Prämolaren in beiden Unterkieferquadranten verwendet, wie zuvor von Liou et al. beschrieben. Der Drahtbogen wird entfernt und die Periotest-Messungen werden dreifach durchgeführt, wobei die Mittelwerte aufgezeichnet werden.

Zahnmodellanalyse

Zwei verblindete klinische Gutachter beurteilen die Ausrichtungsrate der unteren Schneidezähne für beide Gruppen. Analysen von Zahnabdrücken werden am Unterkieferabdruck mit einer Methode durchgeführt, die auf dem Unregelmäßigkeitsindex von Little basiert. Der Little's Irregularity Index wurde entwickelt, um das Ausmaß der Frontzahnverschiebung von Eckzahn zu Eckzahn zu beurteilen. Die Kontaktverschiebung wird von Eckzahn zu Eckzahn um den Zahnbogen herum in Millimetern gemessen. Die Unregelmäßigkeit wird an Modellen zu jedem der vier Zeitpunkte gemessen und basierend auf der prozentualen Veränderung über den 6-monatigen Bewertungszeitraum bewertet.

Kieferorthopädische Schmerzbeurteilung

Die Probanden erhalten ein Schmerztagebuch über die Grundlinie (T0), die Besuche T1 und T2, um das Ausmaß der kieferorthopädischen Schmerzen jeden Abend für die ersten 7 Tage nach jedem Studienbesuch aufzuzeichnen. Der Grad der Schmerzen wird anhand einer visuellen Analogskala (VAS) von 1 (geringster Schmerz) bis 10 (stärkster Schmerz) beurteilt. Darüber hinaus berichten die Patienten, ob der Schmerz konstant ist oder nur beim Beißen/Kauen auftritt. Die Probanden geben das ausgefüllte Tagebuch beim nächsten Besuch zurück, damit es vom Studienkoordinator abgeholt und in der Studienakte aufbewahrt wird.

Mundgesundheit Lebensqualität (OHQoL)

Um die Auswirkungen des Vibrationsgeräts auf die allgemeine Mundgesundheitsqualität des Probanden zu bewerten, erhalten die Probanden einen Fragebogen zum Oral Health Impact Profile (OHIP-14). Der OHIP-14 besteht aus 14 Fragen, die in spezifische Dimensionen unterteilt sind, darunter funktionelle Einschränkung, körperliche Schmerzen, psychische Beschwerden, körperliche Behinderung, psychische und soziale Behinderung und allgemeine Lebensbehinderung durch kieferorthopädische Behandlung mit oder ohne Vibrationsgerät. Der OHIP-14 wird bei jedem Studienbesuch verabreicht und die Profiländerungen werden in Datenanalysen über Zeitpunkte hinweg verglichen.

Die Einzelpunktzahlen werden mit den Gewichtungen multipliziert, um eine Subskalenpunktzahl für jede Kategorie zu erhalten.

IV. Stichprobengröße und Begründung Es gibt nur wenige Studien, die Speichel-Biomarker während kieferorthopädischer Zahnbewegungen bewerten. Unser primäres Ergebnis sind Veränderungen in der Expression spezifischer Biomarker der Zellaktivierung und des Knochenumbaus. Derzeit sind keine randomisierten klinischen Studien (RCTs) verfügbar, um die Auswirkungen der Behandlung auf die Biomarker-Expression vorherzusagen. Diese Studie wird als Pilotprojekt mit insgesamt 40 Patienten in 4 Gruppen dienen, die nach Geschlecht und Vibrations-/Nicht-Vibrations-Behandlungsarmen unterteilt sind.

Wir schätzen, dass jedes Jahr 600 Patienten in der angestrebten Altersgruppe mit einer kieferorthopädischen Behandlung in der Kieferorthopädischen Klinik der Universität von Connecticut beginnen. Wir gehen davon aus, dass wir unser Rekrutierungsziel für diese Studie erreichen.

V. Teilnahme des Subjekts Der Zeitpunkt der Besuchsaktivität ist so geplant, dass er mit den normalerweise geplanten Arztbesuchen/Patientenbesuchen zusammenfällt. In der Regel dauert die Behandlung von Fällen ohne Extraktion 12 bis 30 Monate in der kieferorthopädischen Klinik mit festsitzenden Apparaturen. Die Probanden werden jedoch nur während der ersten 6 Monate ihrer klinischen Gerätebehandlung für den Studienzweck und die Daten ausgewertet. Die Anbieter werden die Patienten alle 5-6 Wochen nachverfolgen und der Studienkoordinator wird die Patienten für Studientermine sicherstellen/bestätigen. Nach Abschluss der Beobachtungs- und Datenerfassungsphase (bis zu 17 Wochen) werden die Patienten mit der Behandlung gemäß den Anweisungen ihres primären kieferorthopädischen Anbieters fortfahren. Die Datenerhebung erfolgt bei normal geplanten Besuchen ohne zusätzliche studienspezifische Termine.

Falls der PI feststellt, dass ein Proband für die Fortsetzung der Studie nicht geeignet ist (z. B. wenn der Proband regelmäßig vereinbarte Besuche nicht einhält, beständig Gerätebruch, Überlegungen zur Patientensicherheit usw.), wird er/sie von zurückgezogen der PI aus der Studie und es werden keine weiteren Daten erhoben. Insbesondere führt eine schlechte Einhaltung der Termine während des zugewiesenen Zeitrahmens für jeden Studienbesuch dazu, dass die Probanden von der Studie ausgeschlossen werden. Beispielsweise beträgt der Nachbeobachtungszeitraum für T1 5-6 Wochen nach T0 (Baseline). Wenn der Patient daher einen Termin versäumt und seinen Termin nicht innerhalb der vorgesehenen Zeit ab (bis 6 Wochen nach T0) wahrnehmen kann oder will, wird er/sie von der Studie ausgeschlossen. Auch im Falle eines Bracketbruchs (wie zuvor erwähnt) muss der Proband innerhalb von 7 Tagen gesehen werden, damit das Bracket wiederhergestellt wird. Der primäre kieferorthopädische Anbieter positioniert das Bracket in der idealen Position und fährt mit der Ausrichtung unter Verwendung der Studienbogendrähte fort. Wenn der Proband nicht innerhalb von 7 Tagen nach dem Bruch erscheint, wird er/sie von der Studie ausgeschlossen.

Die bis dahin gesammelten Daten werden für Analysen verwendet. Die Behandlung des Patienten wird mit dem primären kieferorthopädischen Anbieter gemäß dem Behandlungsstandard fortgesetzt.

VI. Statistik/Datenanalyse Die Intra- und Interrater-Zuverlässigkeit der Unregelmäßigkeitsmessungen wird unter Verwendung der T0- und T3-Modelle bewertet, die von den beiden verblindeten Bewertern im Abstand von einer Woche für alle Patienten bewertet werden. Eine Cronbach-Alpha-Analyse wird verwendet, um die Zuverlässigkeit der Messungen zu beurteilen. Ein einziger kalibrierter Auswerter (der Studienkoordinator) sammelt alle Zahnmobilitätsmessungen mit dem Periotest und die Mittelwerte werden anhand nichtparametrischer statistischer Analysen bewertet.

Ein Wilcoxon-Rangsummentest für unabhängige Stichproben wird verwendet, um die Unterschiede zwischen den Gruppen für alle kontinuierlichen Variablen mit einem α = 0,05 für Änderungen des Unregelmäßigkeitsindex zu bewerten – Periotest-Messungen, VAS- und OHIP-14-Messungen.

Die Speichel-Biomarker-Expression wird durch ANOVA analysiert, um die Unterschiede zwischen den vier Studiengruppen zu jedem Zeitpunkt zu beurteilen. Der Studienkoordinator und der Hauptforscher führen statistische Analysen durch.