Poziom obciążenia więzadeł przyzębia i ruch zębów

Pacjenci zostaną wybrani spośród osób rekrutowanych do programu Graduate Orthodontic Graduate Program. Kliniczny personel akademicki zbada około 500 pacjentów szukających opieki ortodontycznej. Pacjenci są kategoryzowani według rodzaju wady zgryzu i umieszczani w puli pacjentów, z której niektóre przypadki są wybierane do leczenia w oparciu o potrzeby dydaktyczne i badawcze programu. Każdego roku ostatecznie przyjmuje się około 50% pacjentów szukających opieki. Leczenie jest świadczone za opłatą stanowiącą około 60% opłat pobieranych w prywatnej praktyce.

Pacjenci, którzy spełniają kryteria wyboru do tego badania, zostaną losowo wybrani z puli pacjentów University of Alberta Graduate Orthodontic Graduate Clinic. Pierwsze zęby przedtrzonowe górne zostaną usunięte i założone zostaną stałe aparaty ortodontyczne (recepta Ormco Orthos). Po zakończeniu początkowej fazy wyrównywania i wyrównywania rozpocznie się faza wycofywania. Unika się niesteroidowych środków przeciwzapalnych; tylko dodatkowa moc Tylenolu zostanie przepisana w razie potrzeby w przypadku chwilowego bólu lub dyskomfortu. Maksymalne tylne zakotwiczenie zostanie osiągnięte poprzez implant podniebienny (Straumann) zgodnie z protokołem opisanym przez Papadakisa. Implanty posłużą również jako trójwymiarowe punkty odniesienia ruchu. Inne systemy referencyjne, które należy zastosować, obejmują podniebienne ruggae i szablony okluzyjne. Mechanizm dostarczania siły retrakcji kłów będzie się składał z niestandardowych, aktywowanych pętli T ze stali nierdzewnej, zaprojektowanych do generowania wymaganych sił na zamku. Przybliżone naprężenie ściskające (w oparciu o przybliżoną powierzchnię korzenia) 13 kPa i 22 kPa zostanie zastosowane na dystalnej stronie kłów. Projekt będzie polegał na badaniu podzielonych ust, w którym u każdego pacjenta zostaną zastosowane oba poziomy stresu. Strona, do której zastosowano wyższy i niższy poziom stresu, zostanie wybrana losowo. Ten projekt pozwoli na porównania między pacjentami i wewnątrz pacjentów, ponieważ każdy pacjent zobaczy oba poziomy stresu. Po początkowej aktywacji pacjenci będą obserwowani w dniu 1, 3, 17, a następnie w odstępach 4-tygodniowych, aż przestrzeń między kłem a drugim przedtrzonowcem zostanie całkowicie zamknięta. Podczas pierwszej sesji aktywacji i każdej z kolejnych sesji zostaną wykonane wyciski szczęki i regulacja aparatu w celu zastosowania pożądanej siły. Podczas każdej wizyty klinicznej pobierane będą wyciski aktywowanej pętli T i zębów. Geometria pętli T zostanie zmierzona na podstawie odcisków, co pozwoli na obliczenie przyłożonej siły przy użyciu metody numerycznej opracowanej przez Rabouda. Odciski zębów zostaną wykorzystane do skonstruowania szablonów okluzyjnych wymaganych do pomiaru ruchu zębów.

Zmiana ruchomości zębów podczas ortodontycznego ruchu zęba będzie monitorowana za pomocą urządzenia pomiarowego Periotest. Tomografia komputerowa wolumetryczna aparatem NewTom zostanie wykonana tuż przed wszczepieniem implantu w celu zapewnienia odpowiedniej objętości kości podniebienia. Dodatkowe skany wolumetryczne CT zostaną powtórzone w środku okresu retrakcji (w zależności od przestrzeni, która ma zostać zamknięta) i na końcu zamknięcia przestrzeni. Obrazy tomografii wolumetrycznej posłużą również do określenia gęstości kości wyrostka zębodołowego, zmian w geometrii korzenia do obliczenia powierzchni korzenia i środka oporu. Tomografia komputerowa posłuży również do określenia gęstości kości wyrostka zębodołowego, zmiany geometrii korzenia (resorpcji korzenia) oraz oceny ruchomości kłów w stosunku do innych struktur szczęki. Seria modeli od każdego pacjenta oraz 3-osiowy system pomiarowy (MicroVal) zostaną wykorzystane do pomiaru zmian pozycji zębów względem 3 systemów odniesienia.

Po zakończeniu retrakcji kłów równowaga wymaganego leczenia ortodontycznego będzie kontynuowana. Implant podniebienia zostanie pobrany i zapewniona retencja ortodontyczna. Dane zebrane w badaniu pacjentów zostaną wykorzystane do walidacji modelu biomechanicznego.

Modelowanie biomechaniczne:

Zostaną opracowane dwa oddzielne biomechaniczne modele zębów. Pierwszym z nich będzie parametryczny trójwymiarowy model zęba i tkanek podporowych, który pozwoli na zmienne właściwości biologiczne zęba, PDL i kości wyrostka zębodołowego. Model ten pozwala na wprowadzanie danych specyficznych dla pacjenta, zarówno dla zastosowanych układów sił, jak i indywidualnych parametrów biologicznych. Trójwymiarowe układy sił, które są przykładane do zęba, zostaną obliczone przy użyciu metody numerycznej opisanej przez Rabouda i zmierzonej geometrii pętli T. Model Elementów Skończonych (MES) zęba i tkanki podporowej oraz zastosowany układ sił pozwolą na lepszy opis pól naprężeń w tkankach, w szczególności PDL. To ulepszone pole naprężeń zostanie porównane z wynikającym z tego ruchem zębów. W celu porównania wyników z modelu biomechanicznego i badania klinicznego ważne jest, aby tylny odcinek nie poruszał się. Implant podniebienny ma zapewnić wymagane absolutne zakotwiczenie.

Jak wspomniano wcześniej, dokładność modelu MES zależy od parametrów wejściowych. W rezultacie powstanie dwuwymiarowy dynamiczny model reakcji zęba na uderzenie mechaniczne. Będzie to modelować instrumenty, takie jak Periotest®, który jest przeznaczony do pomiaru reakcji na uderzenie. Ponieważ reakcja zębów zależy od charakterystyki więzadła przyzębia, analiza surowego sygnału uzyskanego z Periotest® pozwoli na ocenę właściwości mechanicznych PDL podczas retrakcji.

Analiza statystyczna:

Końcowa średnia prędkość ruchu zęba między dwoma poziomami siły zostanie porównana za pomocą testu T niezależnych próbek. Aby ocenić istotne zmiany ruchu zębów w charakterystycznych przedziałach czasowych, zostanie zastosowana ANOVA z powtarzanymi pomiarami. Jeżeli założenia leżące u podstaw obu metod nie są spełnione, rozważona zostanie alternatywa nieparametryczna (test U Manna-Whitneya).