Cambiamenti dentoscheletrici associati alla terapia con apparecchi Herbst

1. BACKGROUND La malocclusione di classe II è altamente diffusa in tutto il mondo ed è una delle ragioni principali per iniziare il trattamento ortodontico. Questo tipo di malocclusione può essere limitato alla regione dentoalveolare, ma la maggior parte dei pazienti di Classe II presenta una forte componente scheletrica della malocclusione, inclusa più frequentemente la retrusione scheletrica mandibolare e un aumento dell'altezza facciale anteriore inferiore. Con l'aumento della gravità della carenza mandibolare, l'ortodontista è chiamato a trattare in modo appropriato il problema scheletrico sottostante.

   Per i pazienti in crescita, l'uso di apparecchi di avanzamento mandibolare fissi e rimovibili è stato sostenuto per molti decenni. Una varietà di design di apparecchi Herbst fissi ha ottenuto l'accettazione in tutto il mondo in quanto elimina la maggior parte dei principali fattori di compliance del paziente. Oggi l'apparecchio Herbst (HA) è di gran lunga il dispositivo per il salto mandibolare più utilizzato negli Stati Uniti, con più apparecchi Herbst fabbricati rispetto a tutti gli altri apparecchi funzionali messi insieme.

   L'apparecchio Herbst è stato originariamente introdotto da Emil Herbst nei primi anni del ventesimo secolo, ma non ha raggiunto l'accettazione clinica mondiale fino alla sua reintroduzione da parte di Hans Pancherz 70 anni dopo. Da allora, un numero significativo di studi clinici e scientifici è stato condotto sull'HA, in particolare da Pancherz e colleghi.

   Studi cefalometrici bidimensionali hanno riportato aumenti della lunghezza della mandibola e dello spostamento in avanti della mandibola in seguito ad HA rispetto ai controlli non trattati abbinati. In media, si possono osservare 2 mm di aumento della lunghezza mandibolare (misurati da Gonion a Pogonion) e 1,5 gradi di miglioramento dell'angolo SNB dopo la terapia con l'apparecchio di Herbst.

   Indagini su animali da esperimento hanno fornito l'evidenza istologica dei cambiamenti nei condili, nei rami e nelle fosse articolari quando la mandibola viene fatta avanzare in un ambiente di laboratorio. Rapporti precedenti hanno mostrato un'aumentata proliferazione della cartilagine condilare nelle scimmie che avevano la mandibola avanzata con l'apparecchio di Herbst. Questi adattamenti si sono verificati principalmente nelle regioni posteriore e postero-superiore del condilo. Hanno anche riportato una significativa deposizione ossea lungo il bordo posteriore del ramo mandibolare durante la prima parte del periodo sperimentale, nonché una significativa deposizione di nuovo osso sulla superficie anteriore della spina postglenoidea nelle fosse articolari. Va notato, tuttavia, che la colonna vertebrale post-glenoidea non è ben definita nell'uomo.

   Indagini cliniche con risonanza magnetica (MRI) e radiografie laterali hanno mostrato che con la terapia Herbst possono verificarsi cambiamenti nei condili mandibolari e nelle fosse articolari. È stato dimostrato che in seguito alla terapia con Herbst si può osservare un certo rimodellamento della fossa articolare sulla superficie anteriore della spina postglenoidea, che provoca uno spostamento delle fosse articolari in direzione discendente e in avanti. Ma tale adattamento della fossa nei pazienti Herbst è meno esteso che negli animali da esperimento, con evidenti variazioni individuali nella risposta.

   Sebbene la maggior parte degli studi di Herbst sia convergente sull'estensione degli adattamenti scheletrici e dentoalveolari, rimangono ancora alcune domande:

   • Quanta crescita mandibolare può essere raggiunta con l'avanzamento mandibolare terapeutico?
   • Quanto si verifica la rotazione mandibolare e l'apertura del morso scheletrico?
   • Quanto dell'avanzamento mandibolare originale viene mantenuto a lungo termine?
   • Esiste un comportamento adattivo della fossa articolare dopo l'avanzamento mandibolare, con rimodellamento osseo che si verifica nella fossa.

   Nell'ultimo decennio è stata sviluppata una nuova metodologia che utilizza la modellazione virtuale 3D che consente un cambiamento nel paradigma di valutazione dei cambiamenti scheletrici associati alla crescita e al trattamento; questa tecnologia che ha aperto nuovi orizzonti nelle indagini scientifiche di ortopedia dentofacciale. Recentemente, l'American Journal of Orthodontists and Dentofacial Orthopedics ha pubblicato il primo rapporto 3D sul trattamento Herbst, uno studio pilota in cui 7 soggetti di Classe II trattati con l'apparecchio Herbst sono stati confrontati con 7 soggetti di Classe II trattati con apparecchi fissi ed elastici intermascellari. È stato riferito che i pazienti di Classe II sottoposti a trattamento con Herbst hanno dimostrato uno spostamento anteriore dei condili e delle fosse articolari insieme a contenzione mascellare rispetto ai pazienti di Classe II utilizzati per il confronto.

   Lo scopo del presente studio clinico prospettico controllato è quello di indagare i cambiamenti scheletrici nella mandibola e nelle fosse articolari in pazienti di classe II sottoposti a terapia con apparecchio Herbst, utilizzando modelli virtuali 3D rispetto a un gruppo di controllo comprendente soggetti di classe II.

2. PAZIENTI E METODI b.1) Disegno dello studio

Si tratta di uno studio clinico controllato non randomizzato, con intervento. Sono stati previsti due gruppi: 1) soggetti con malocclusione di II classe trattati con apparecchio di Herbst (HAG); e 2) soggetti con malocclusione di II classe trattati solo con allineamento dei denti. I due gruppi sono abbinati per stadio di maturazione scheletrica, tipo di malocclusione, età cronologica e sesso. Non c'è accecamento per i valutatori dei risultati. Per motivi etici, il gruppo di confronto sarà composto da soggetti di Classe II che necessitano di un precedente allineamento e livellamento dei denti prima della fase ortopedica del loro trattamento.

b.2) Partecipanti - impostazioni e luogo in cui i dati vengono raccolti Il trattamento è stato eseguito nella Clinica Ortodontica della Pontificia Università Cattolica di Minas Gerais (Belo Horizonte, Brasile). Questa è un'università privata, ma i pazienti sono per lo più soggetti a basso reddito. I dati sono stati raccolti da agosto 2013 e terminati a settembre 2015.

b3) Dimensione del campione Sulla base della deviazione standard di 1,85 mm riportata da Pancherz et al.28, un livello di significatività alfa di 0,05 e una potenza di 0,80 per rilevare cambiamenti di 1,5 mm, è stata calcolata una dimensione preliminare del campione di 25 pazienti per gruppo.

Pertanto, 25 persone hanno ricevuto un apparecchio Herbst all'inizio del loro trattamento con un'attivazione completa in un'unica fase - Herbst Appliance Group (HAG); mentre 25 individui con malocclusione scheletrica di Classe II, con indicazione alla terapia con HA, ma con altre condizioni cliniche che richiedevano un trattamento preventivo prima dell'inserimento di HA, sono stati assegnati al CG. I due gruppi sono stati abbinati per età cronologica (tra i 12 ei 16 anni), per stadio di maturazione scheletrica e per stadio di sviluppo dentale (dentizione permanente).

b4) Progettazione dell'apparecchio

Il design dell'apparecchio Herbst includeva bracci telescopici bilaterali (3M Abzil, São José do Rio Preto, Brasile) articolati con perni posizionati sia nell'arco mascellare che in quello mandibolare. I perni sono stati saldati a un filo cantilever rigido (.040-in acciaio inossidabile) che si estende dalle prime bande molari permanenti inferiori (TP Orthodontics, La Porte, IN) alle regioni canine della mandibola. Nell'arcata mascellare, i perni sono stati saldati alle bande sui primi molari permanenti. Un espansore Hyrax (Morelli Ortodontia, Sorocaba, Brasile) e un .040-in l'arcata linguale inferiore in acciaio inossidabile (SS) è stata aggiunta alla struttura HA per migliorare la stabilità dell'apparecchio e il controllo dimensionale trasversale. Due .028 pollici I fili SS sono stati utilizzati come appoggi occlusali nei secondi molari permanenti per evitare la loro estrusione dopo l'attivazione. I resti occlusali sono stati rimossi quando interferivano con l'occlusione per evitare l'apertura del morso.

b5) Modalità di registrazione

La tomografia computerizzata a fascio conico (CBCT), le immagini intraorali e le immagini extraorali sono state raccolte in tre punti temporali per HAG (T0, T1 e T2) e in due punti temporali per CG (T0 e T2 ), come regolare protocollo di registrazione ortodontica per questi trattamenti clinici.

b6) Metodo di misurazione

L'analisi delle immagini CBCT seriali per valutare i cambiamenti tra T0, T1 e T2 include la metodologia di analisi 3D utilizzando ITK-SNAP (software open-source, www.itksnap.org); SLICER (software open-source, www.slicer.org; e VAM - Vectra Analysis Model software versione 3.7.6 (Canfield Scientific Inc., Fairfield, NJ). Le procedure di analisi dell'immagine tridimensionale includevano: (1) approssimazione delle scansioni; (2) costruzione di modelli di etichette 3D; (3) registrazione dell'immagine basata su voxel; e (4) valutazioni quantitative e qualitative utilizzando modelli di superficie mesh 3D.

La valutazione quantitativa dei cambiamenti di posizione tra i modelli di superficie 3D della base cranica, della mascella e della mandibola sarà eseguita utilizzando misurazioni dei punti di riferimento punto-punto (software VAM) e analisi virtuali (software SLICER).

L'analisi visiva interattiva include visualizzazioni grafiche con valutazioni qualitative utilizzando sovrapposizioni semitrasparenti dei modelli di superficie 3D nei diversi punti temporali e valutazioni quantitative degli spostamenti superficiali utilizzando mappe della distanza della superficie codificate a colori. Tutte le valutazioni analitiche visive verranno eseguite utilizzando due moduli (Distanza da modello a modello e Visualizzatore di popolazione di forme) nel software SLICER.

La registrazione basata sui voxel sulle fosse craniche anteriori sarà utilizzata per valutare lo spostamento mascellare e mandibolare/il rimodellamento delle fosse articolari; verrà eseguita la registrazione regionale sulla sinfisi mandibolare per valutare la crescita mandibolare e le alterazioni dentali mandibolari; e verrà eseguita la registrazione regionale sulla regione anteriore della mascella per valutare la crescita mascellare e le modifiche dentali mascellari.

b7) Metodo di analisi

Per le misure di esito primarie e secondarie verrà utilizzato il software Statistical Package for the Social Science (SPSS) (versione 16.0 Chicago, IL). Verranno presentate statistiche descrittive per entrambi i gruppi. Le differenze statistiche tra i due gruppi saranno calcolate con il test di Mann-Whitney (confronto tra la differenza delle medie di HAG e CG). Il confronto tra le variazioni all'interno di ciascun gruppo sarà effettuato utilizzando il test di Wilcoxon.