Dentoskeletale veranderingen geassocieerd met Herbst-apparaattherapie

1. ACHTERGROND Klasse II-malocclusie komt wereldwijd veel voor en is een belangrijke reden om een ​​orthodontische behandeling te starten. Dit type malocclusie kan worden beperkt tot het dentoalveolaire gebied, maar de meerderheid van de klasse II-patiënten vertoont een sterke skeletcomponent voor de malocclusie, waaronder meestal mandibulaire skeletretrusie en een grotere onderste anterieure gezichtshoogte. Met een verhoogde ernst van de mandibulaire deficiëntie wordt de orthodontist uitgedaagd om het onderliggende skeletprobleem op de juiste manier te behandelen.

   Voor patiënten in de groei wordt het gebruik van vaste en verwijderbare mandibulaire hulpmiddelen al vele decennia aanbevolen. Een verscheidenheid aan vaste ontwerpen van Herbst-apparaten is wereldwijd geaccepteerd omdat ze de meeste belangrijke therapietrouwfactoren elimineren. Tegenwoordig is het Herbst-apparaat (HA) verreweg het meest gebruikte mandibulaire springapparaat in de Verenigde Staten, waarbij er meer Herbst-apparaat wordt vervaardigd dan alle andere functionele apparaten samen.

   Het Herbst-apparaat werd oorspronkelijk geïntroduceerd door Emil Herbst in de vroege jaren van de twintigste eeuw, maar kreeg pas wereldwijde klinische acceptatie toen het 70 jaar later opnieuw werd geïntroduceerd door Hans Pancherz. Sindsdien is er een aanzienlijk aantal klinische en wetenschappelijke studies over HA uitgevoerd, met name door Pancherz en collega's.

   Tweedimensionale cephalometrische onderzoeken hebben een toename in de lengte van de onderkaak en in voorwaartse verplaatsing van de onderkaak na HA gemeld in vergelijking met gematchte onbehandelde controles. Gemiddeld kan 2 mm mandibulaire lengtewinst (gemeten van Gonion tot Pogonion) en 1,5 graad verbetering in de SNB-hoek worden waargenomen na behandeling met Herbst-apparatuur.

   Onderzoeken bij proefdieren hebben het histologische bewijs opgeleverd van de veranderingen in de condylen, rami en articulaire fossae wanneer de onderkaak in een laboratoriumomgeving wordt voortbewogen. Eerdere rapporten hebben een verhoogde proliferatie van het condylaire kraakbeen aangetoond bij apen waarvan de onderkaak was opgeschoven met het Herbst-apparaat. Deze aanpassingen vonden voornamelijk plaats in de posterieure en posterosuperieure regio's van de condylus. Ze rapporteerden ook significante botafzetting langs de achterste rand van de mandibulaire ramus tijdens het eerste deel van de experimentele periode, evenals significante afzetting van nieuw bot op het voorste oppervlak van de postglenoïde wervelkolom bij de articulaire fossae. Er moet echter worden opgemerkt dat de post-glenoïde wervelkolom bij mensen niet goed gedefinieerd is.

   Klinische onderzoeken met behulp van Magnetic Ressonance Imaging (MRI) en laterale röntgenfoto's hebben aangetoond dat veranderingen in de mandibulaire condylussen en articulaire fossae kunnen optreden bij Herbst-therapie. Het is aangetoond dat na Herbst-therapie enige hermodellering van de articulaire fossa kan worden gezien aan het voorste oppervlak van de postglenoïde wervelkolom, wat een verplaatsing van de articulaire fossae in een neerwaartse en voorwaartse richting veroorzaakt. Maar een dergelijke fossa-aanpassing bij Herbst-patiënten is minder uitgebreid dan bij proefdieren, met duidelijke individuele variatie in respons.

   Hoewel de meeste Herbst-onderzoeken convergent zijn wat betreft de mate van skeletale en dentoalveolaire aanpassingen, blijven er enkele vragen:

   • Hoeveel mandibulaire groei kan worden bereikt met therapeutische mandibulaire vooruitgang?
   • Hoeveel rotatie van de onderkaak en opening van de skeletbeet vindt plaats?
   • Hoeveel van de oorspronkelijke mandibulaire vooruitgang blijft op de lange termijn behouden?
   • Is er een adaptief gedrag van de fossa articulaire na mandibulaire vooruitgang, waarbij botremodellering optreedt in de fossa.

   In het afgelopen decennium is een nieuwe methodologie ontwikkeld die gebruikmaakt van virtuele 3D-modellering, waardoor het paradigma van de beoordeling van de skeletveranderingen die verband houden met groei en behandeling kan veranderen; deze technologie heeft nieuwe horizonten geopend in wetenschappelijk onderzoek van dentofaciale orthopedie. Onlangs publiceerde het American Journal of Orthodontists and Dentofacial Orthopaedics het eerste 3D-rapport over Herbst-behandeling, een pilootstudie waarin 7 proefpersonen van klasse II die werden behandeld met het Herbst-apparaat werden vergeleken met 7 proefpersonen van klasse II die werden behandeld met vaste apparaten en intermaxillaire elastieken. Er werd gemeld dat Klasse II-patiënten die Herbst-behandeling ondergingen anterieure verplaatsing van de condylen en articulaire fossae vertoonden, samen met maxillaire terughoudendheid in vergelijking met de Klasse II-patiënten die ter vergelijking werden gebruikt.

   Het doel van de huidige prospectieve gecontroleerde klinische studie is om de skeletveranderingen in de onderkaak en de articulaire fossae te onderzoeken bij Klasse II-patiënten die Herbst-apparaattherapie ondergaan, met behulp van virtuele 3D-modellen in vergelijking met een controlegroep bestaande uit Klasse II-proefpersonen.

2. PATIËNTEN EN METHODEN b.1) Onderzoeksopzet

Dit is een niet-gerandomiseerde gecontroleerde klinische studie, met interventie. Er zijn twee groepen gepland: 1) proefpersonen met klasse II malocclusie behandeld met Herbst-apparaat (HAG); en 2) proefpersonen met malocclusie van klasse II die alleen werden behandeld met uitlijning van de tanden. De twee groepen zijn gekoppeld aan het stadium van skeletrijping, type malocclusie, chronologische leeftijd en geslacht. Er is geen verblinding voor de uitkomstbeoordelaars. Om ethische redenen zal de vergelijkingsgroep bestaan ​​uit Klasse II-proefpersonen die voorafgaand aan de orthopedische fase van hun behandeling eerst moeten worden uitgelijnd en de tanden waterpas moeten worden gezet.

b.2) Deelnemers - instellingen en locatie waar de gegevens worden verzameld De behandeling wordt uitgevoerd in de orthodontische kliniek van de Pauselijke Katholieke Universiteit van Minas Gerais (Belo Horizonte, Brazilië). Dit is een particuliere universiteit, maar de patiënten zijn meestal mensen met een laag inkomen. Gegevens zijn verzameld vanaf augustus 2013 en voltooid in september 2015.

b3) Steekproefomvang Op basis van de standaarddeviatie van 1,85 mm gerapporteerd door Pancherz et al.28, een alfa-significantieniveau van 0,05 en een vermogen van 0,80 om veranderingen van 1,5 mm te detecteren, werd een voorlopige steekproefomvang van 25 patiënten per groep berekend.

Daarom hebben 25 personen aan het begin van hun behandeling een Herbst-apparaat ontvangen met een volledige activering in één stap - Herbst Appliance Group (HAG); terwijl 25 personen met skeletale Klasse II malocclusie, met indicatie voor HA-therapie, maar met andere klinische aandoeningen die voorafgaande behandeling vereisten vóór HA-insertie, zijn toegewezen aan het CG. De twee groepen zijn afgestemd op chronologische leeftijd (tussen 12 jaar en 16 jaar oud), op stadium van skeletrijping en op stadium van tandheelkundige ontwikkeling (permanente dentitie).

b4) Apparaatontwerp

Het ontwerp van het Herbst-apparaat omvatte bilaterale telescopische armen (3M Abzil, São José do Rio Preto, Brazilië) gearticuleerd met draaipunten die in zowel de maxillaire als de mandibulaire bogen waren geplaatst. De draaipunten werden gelast aan een stijve vrijdragende draad (0,040 inch roestvrij staal) die zich uitstrekte van de onderste eerste permanente kiesbanden (TP Orthodontics, La Porte, IN) tot de hoektanden van de onderkaak. In de maxillaire boog werden de draaipunten gelast aan banden op de blijvende eerste molaren. Een Hyrax-expander (Morelli Ortodontia, Sorocaba, Brazilië) en een .040-in onderste linguale boog van roestvrij staal (SS) werd toegevoegd aan de HA-structuur om de stabiliteit van het apparaat en de transversale dimensionale controle te verbeteren. Twee .028-in SS-draden werden gebruikt als occlusale steunen in de blijvende tweede molaren om extrusie na activering te voorkomen. De occlusale steunen werden verwijderd wanneer ze de occlusie hinderden om opening van de beet te voorkomen.

b5) Wijze van registratie

Cone beam computertomografie (CBCT), intra-orale foto's en extra-orale foto's zijn verzameld op drie tijdstippen voor HAG (T0, T1 en T2), en op twee tijdstippen voor CG (T0 en T2). ), als een regulier orthodontisch protocol voor deze klinische behandelingen.

b6) Meetmethode

Analyse van seriële CBCT-beelden om veranderingen tussen T0, T1 en T2 te evalueren omvat 3D-analysemethodologie met behulp van ITK-SNAP (open-source software, www.itksnap.org); SLICER (open-sourcesoftware, www.slicer.org; en VAM - Vectra Analysis Model-softwareversie 3.7.6 (Canfield Scientific Inc., Fairfield, NJ). De procedures voor driedimensionale beeldanalyse omvatten: (1) benadering van scans; (2) constructie van 3D-labelmodellen; (3) op voxel gebaseerde beeldregistratie; en (4) kwantitatieve en kwalitatieve beoordelingen met behulp van 3D mesh-oppervlakmodellen.

Kwantitatieve beoordeling van de positieveranderingen tussen de 3D-oppervlaktemodellen van de schedelbasis, bovenkaak en onderkaak zal worden uitgevoerd met behulp van point-to-point oriëntatiepuntmetingen (VAM-software) en virtuele analyse (SLICER-software).

Interactieve visuele analyses omvatten grafische weergaven met kwalitatieve beoordelingen met behulp van semi-transparante overlays van de 3D-oppervlaktemodellen op de verschillende tijdstippen en kwantitatieve beoordelingen van de oppervlakteverplaatsingen met behulp van kleurgecodeerde oppervlakteafstandskaarten. Alle visuele analytische beoordelingen worden uitgevoerd met behulp van twee modules (Model-naar-Model Distance en Shape Population Viewer) in de SLICER-software.

Op voxel gebaseerde registratie van de voorste schedelgroeven zal worden gebruikt om maxillaire en mandibulaire verplaatsing/remodellering van de gewrichtsholte te beoordelen; regionale registratie op de mandibulaire symphysis zal worden uitgevoerd om mandibulaire groei en mandibulaire gebitsveranderingen te evalueren; en regionale registratie op het voorste gebied van de maxilla zal worden uitgevoerd om maxillaire groei en maxillaire gebitsveranderingen te evalueren.

b7) Analysemethode

Voor de primaire en secundaire uitkomstmaten zal gebruik worden gemaakt van Statistical Package for the Social Science (SPSS)-software (versie 16.0 Chicago, IL). Voor beide groepen zullen beschrijvende statistieken worden gepresenteerd. Statistische verschillen tussen de twee groepen zullen worden berekend met de Mann-Whitney-test (vergelijking tussen het verschil van de gemiddelden van de HAG en de CG). De vergelijking tussen de veranderingen binnen elke groep zal worden uitgevoerd met behulp van de Wilcoxon-test.