Selvitys hampaiden ortodontisen liikkeen biomekaanisesta vastauksesta kirkkaaseen hammaslevyyn vs. kiinteään ortodontiseen laitteeseen

1. Johdanto

   Ortodontinen hammasliike (OTM) on biologisesti välittynyt prosessi, joka tapahtuu vastauksena hampaalle kohdistuvaan mekaaniseen voimaan. Nämä voimat tulisi ihanteellisesti olla jatkuvia ja hallittuja, sillä ne käynnistävät solulliset ja molekyylitasoiset muutokset parodontaaliliitoksessa (PDL) ja ympäröivässä alveolaarisessa luussa. Mekaaninen kuormitus johtaa verisuonimuutoksiin PDL:ssä, minkä jälkeen vapautuvat tulehdusvälittäjäaineet, jotka säätelevät luun muokkautumista ja uudelleenmuokkautumista. Tämä kaskadi johtaa lopulta osteoklastiseen luun resorptioon paineen puolella ja osteoblastiseen luunmuodostukseen jännityksen puolella.

   Ienraoneste (GCF) on seerumin transudaatti tai tulehduseksudaatti, joka on peräisin ienraosta ja jonka ensimmäisenä kuvasi Alfano. Se toimii arvokkaana, ei-invasiivisena välineenä ortodontisen hoidon aikana parodontiumissa tapahtuvien biokemiallisten muutosten seurantaan. GCF sisältää monenlaisia biologisesti aktiivisia molekyylejä, kuten proteiineja, sytokiineja, bakteeri-antigeenejä, entsyymejä, elektrolyyttejä ja pieniä orgaanisia yhdisteitä, jotka ovat peräisin sekä isäntäkudoksista että suun mikrobeista.

   Ortodontisten voimien kohdistaminen, erityisesti plakkikertymän läsnä ollessa, aiheuttaa paikallisen tulehdusvasteen parodontaalikudoksissa. Tämä vaste on luonteenomaista tulehdussytokiinien, kuten metalloproteinaasien (MMP), interleukiinien (IL) ja tumorinekroositekijä-alfan (TNF-α), aktivoitumisesta ja vapautumisesta. Näistä interleukiini-1 (IL-1), erityisesti IL-1β, on keskeisessä roolissa immunisäätelyssä ja akuutin vaiheen tulehdusvasteissa. Ortodontisen hammasliikkeen aikana IL-1β-tasot ovat merkittävästi koholla ihmisen ienfibroblasteissa ja GCF:ssä, mikä heijastaa lisääntyneestä osteoklastisesta aktiivisuudesta.

   Prostaglandiini E2 (PGE2) on toinen keskeinen tulehdusvälittäjäaine, joka osallistuu ortodontiseen hammasliikkeeseen. IL-1β:n ja PGE2:n kohonneita tasoja havaitaan tyypillisesti ortodontisen hoidon varhaisvaiheessa. IL-1β edistää osteoklastien erilaistumista ja aktivoitumista, kun taas PGE2 toimii synergistisesti parantaen luun resorptiota. Yhdessä nämä välittäjäaineet helpottavat hammasliikettä ja alveolaarisen luun uudelleenmuokkautumista.

   Ortodontinen hammasliike tapahtuu erillisissä vaiheissa, mukaan lukien alkuvaihe, viivevaihe ja sekundaarinen vaihe. Sekundaarisessa vaiheessa suora luun resorptio vallitsee hialinoituneen kudoksen poiston jälkeen peittävän resorption kautta. Tänä aikana PDL-tila laajenee, mikä johtaa lisääntyneeseen hampaiden liikkuvuuteen. Hampaiden liikkuvuus on fysiologinen ilmiö, joka johtuu PDL:n viskoelastisista ominaisuuksista ja alveolaarisen luun rakenteellisista piirteistä. On laajalti tiedossa, että hampaiden liikkuvuus lisääntyy aktiivisen ortodontisen hoidon aikana ja palaa vähitellen lähtötasoilleen retentio-vaiheessa.

   Hampaiden liikkuvuuden arviointi on tärkeä kliininen parametri, jota käytetään parodontaalituen ja biomekaanisten vastesten arvioimiseen koko ortodontisen hoidon ajan. Liikkuvuuden muutosten seuranta voi auttaa ennustamaan hoitotuloksia, tunnistamaan mahdollisia riskejä ja ehkäisemään hoidon jälkeistä relapsia. Kuitenkin saatavilla on rajallista tietoa hampaiden liikkuvuuden pitkäaikaisista muutoksista ortodontisen hoidon aloituksesta retentio-vaiheeseen.

   Digitaalisen ortodontian edistysaskeleet, mukaan lukien suun sisäinen skanneri, CAD/CAM-järjestelmät ja 3D-tulostus, ovat mullistaneet ortodontisen diagnosoinnin ja hoitosuunnittelun. Digitaaliset tutkimusmallit ovat suurelta osin korvanneet perinteiset kipsivalokset tarkkuutensa, tehokkuutensa, alentuneiden varastointivaatimustensa ja parantuneen potilastyytyväisyyden vuoksi. Virtuaaliset mallit mahdollistavat tarkan mittauksen, simuloinnin ja päällekkäiskuvauksen, helpottaen hammasliikkeen kvantitatiivista arviointia ajan myötä.

   Sarjallisten digitaalisten mallien kolmiulotteinen päällekkäiskuvaus mahdollistaa ortodontisen hammasliikkeen tarkan arvioinnin rekisteröimällä mallit yhteiseen koordinaattijärjestelmään. Tämä lähestymistapa on ratkaisevan tärkeä nykyortodontiassa hoidon tehokkuuden ja laitteiston suorituskyvyn arvioinnissa.

   Kirkkaiden suoristimien hoito on saavuttanut suosiota kasvavien esteettisten vaatimusten ja potilastyytyväisyyden vuoksi. Suoristimet välittävät ajoittaista ortodontista voimaa, mikä saattaa vaikuttaa parodontaalikudosten biologiseen vasteeseen eri tavalla kuin kiinteiden laitteiden kohdistama jatkuva voima. Vaikka suoristimet tarjoavat etuja, kuten parantunutta suuhygieniaa ja estetiikkaa, todisteita niiden vaikutuksesta luun aineenvaihduntaan ja tulehdusvälittäjäaineiden tuotantoon on edelleen rajallisesti.

   Siksi tämän tutkimuksen tavoitteena on verrata ortodontisen hammasliikkeen biologisia ja mekaanisia vastesteja käyttäen kirkkaita suoristimia verrattuna kiinteisiin ortodontisiin laitteisiin arvioimalla tulehdusbiomarkkereita (IL-1β ja PGE2), hampaiden liikkuvuutta ja hammasliikkeen määrää 3D-digitaalisella päällekkäiskuvauksella.

2. Tutkimuksen tavoite

   Tämän tutkimuksen tavoitteena on verrata ortodontisen hammasliikkeen biologisia ja mekaanisia vastesteja potilailla, joita hoidetaan kirkkain suoristimin ja niillä, joita hoidetaan kiinteillä esiasetetuilla edgewise-laitteilla, arvioimalla:

   Tulehdusvälittäjäaineita (IL-1β ja PGE2) ienraonesteessä

   Hampaiden liikkuvuutta

   Hammasliikkeen määrää käyttäen 3D-digitaalista päällekkäiskuvausta

3. Potilaat ja menetelmät Tutkimussuunnittelu

   Tämä tutkimus on suunniteltu prospektiiviseksi, satunnaistetuksi vertailevaksi kliiniseksi kokeeksi arvioimaan ja vertailemaan kiinteiden ortodontisten laitteiden ja kirkkaiden suoristimien vaikutuksia ortodontisen hammasliikkeen biologisiin ja mekaanisiin parametreihin.

   Otoskoko

   Otoskokolaskenta suoritettiin käyttäen G*Power-ohjelmistoa (versio 3.1.9.7) tutkimusteholla 90 %, tyypin I virheellä 5 % ja yksisuuntaisella tilastollisella testillä. Perustuen Muhammad Abdullah Kamranin ja muiden tutkimuksesta johdettuun vaikutuskokoon (f = 1,4034537) ja keskiarvoihin IL-1β-arvoille 21,45 ± 1,88 kiinteille laitteille ja 18,29 ± 2,57 kirkkaille suoristimille, vaadittu vähimmäisotoskoko oli 18 potilasta. Mahdollisten keskeyttämisten kompensoimiseksi otoskoko nostettiin 20 potilaaseen.

   Osallistujat jaetaan tasaisesti kahteen ryhmään:

   Ryhmä I (Kiinteä laiteryhmä): 10 potilasta

   Ryhmä II (Kirkas suoristinryhmä): 10 potilasta

   Satunnaistaminen

   Osallistujat jaetaan satunnaisesti jompaankumpaan tutkimusryhmään käyttäen tietokoneella generoitua satunnaistamisjärjestystä. Allokaation peittäminen varmistetaan, ja tulosten arvioinnista vastaava kliinikko on sokkoutunut ryhmäjakoihin.

   Eettiset näkökohdat

   Kirjallinen tietoinen suostumus saadaan kaikilta osallistujilta ennen osallistumista

   Tutkimusprotokolla hyväksytään Mansouran yliopiston tutkimuseettisen toimikunnan toimesta

   Tutkimus suoritetaan eettisten ohjeiden ja määräysten mukaisesti

4. Menetelmät Alkuperäiset digitaaliset tiedot

   Perustason suun sisäiset skannaukset saadaan käyttäen digitaalista suun sisäistä skanneria (esim. iTero tai TRIOS) tallentaen hampaiden alkuperäisen asennon ja toimien viitteenä 3D-päällekkäiskuvaukselle.

   Kirkas suoristinryhmä

   Digitaalinen hoitosuunnittelu suoritetaan

   Suoristimet valmistetaan käyttäen termomuovausmenetelmiä

   Kirkas termoplastinen levy (esim. Duran) kuumennetaan ja paine- tai tyhjiömuovataan 3D-tulostetun mallin päälle

   Suoristimet leikataan, viimeistellään, kiillotetaan ja toimitetaan potilaalle

   Kiinteä laiteryhmä

   Esiasetetut edgewise-hakasuljet kiinnitetään

   Alkuperäinen kohdistus ja tasoitus suoritetaan käyttäen 0,012 tuuman nikkeli-titaanikaarijohtoa

5. Tilastollinen analyysi

   Tiedot analysoidaan tilastollisesti käyttäen sopivia parametrisia tai ei-parametrisia testejä riippuen datan jakaumasta. Merkittävyys asetetaan p ≤ 0,05.

6. Tutkimuksen kesto

Tutkimuksen keston arvioidaan olevan 8 kuukaudesta 1 vuoteen.

8. Kustannukset

Tutkimuksen arvioitu kokonaiskustannus on 120 000 Egyptin puntaa.