Zmiany zębowo-szkieletowe związane z terapią aparatem Herbsta

1. WPROWADZENIE Wady zgryzu klasy II są bardzo rozpowszechnione na całym świecie i stanowią główny powód rozpoczęcia leczenia ortodontycznego. Ten typ wady zgryzu może być ograniczony do okolicy zębowo-zębodołowej, ale większość pacjentów z klasą II wykazuje silną komponentę szkieletową wady zgryzu, w tym najczęściej retruzję szkieletu żuchwy i podwyższoną dolną przednią wysokość twarzy. Wraz ze wzrostem nasilenia niedoboru żuchwy ortodonta staje przed wyzwaniem odpowiedniego leczenia podstawowego problemu szkieletowego.

   W przypadku rosnących pacjentów od wielu dziesięcioleci zaleca się stosowanie stałych i ruchomych aparatów do przesuwania żuchwy. Różnorodne projekty aparatów stałych Herbsta zyskały światową akceptację, ponieważ eliminują większość głównych czynników związanych z przestrzeganiem zaleceń przez pacjentów. Obecnie aparat Herbsta (HA) jest zdecydowanie najczęściej używanym urządzeniem do skoków żuchwy w Stanach Zjednoczonych, przy czym wytwarza się więcej aparatów Herbsta niż wszystkie inne aparaty funkcyjne razem wzięte.

   Urządzenie Herbsta zostało pierwotnie wprowadzone przez Emila Herbsta we wczesnych latach XX wieku, ale nie zyskało światowej akceptacji klinicznej aż do ponownego wprowadzenia go przez Hansa Pancherza 70 lat później. Od tego czasu przeprowadzono znaczną liczbę badań klinicznych i naukowych dotyczących HA, w szczególności przez Pancherza i współpracowników.

   Dwuwymiarowe badania cefalometryczne wykazały wzrost długości żuchwy i przesunięcia żuchwy do przodu po HA w porównaniu z dopasowanymi nieleczonymi kontrolami. Po terapii aparatem Herbsta można zaobserwować średnio 2 mm przyrostu długości żuchwy (mierzonej od Gonionu do Pogonionu) oraz 1,5 stopnia poprawy kąta SNB.

   Badania na zwierzętach doświadczalnych dostarczyły histologicznych dowodów zmian w kłykciach, gałęziach i dołach stawowych, gdy żuchwa jest przesuwana w warunkach laboratoryjnych. Poprzednie doniesienia wskazywały na zwiększoną proliferację chrząstki kłykciowej u małp, u których wysuwano żuchwę za pomocą aparatu Herbsta. Te adaptacje wystąpiły głównie w tylnych i tylno-górnych obszarach kłykcia. Zgłosili również znaczne odkładanie się kości wzdłuż tylnej granicy gałęzi żuchwy we wczesnej części okresu eksperymentalnego, jak również znaczne odkładanie się nowej kości na przedniej powierzchni kręgosłupa zapanewkowego w dole stawowym. Należy jednak zauważyć, że kręgosłup zapanewkowy nie jest dobrze zdefiniowany u ludzi.

   Badania kliniczne z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego (MRI) i bocznych zdjęć rentgenowskich wykazały, że podczas terapii Herbstem mogą wystąpić zmiany w kłykciach żuchwy i jamach stawowych. Wykazano, że po terapii Herbsta dochodzi do przebudowy dołu stawowego na przedniej powierzchni kręgosłupa zapanewkowego, co powoduje przemieszczenie dołu stawowego w kierunku do dołu i do przodu. Ale taka adaptacja dołu u pacjentów Herbsta jest mniej rozległa niż u zwierząt doświadczalnych, z wyraźnymi indywidualnymi różnicami w odpowiedzi.

   Chociaż większość badań Herbsta jest zbieżna co do zakresu adaptacji szkieletowych i zębowo-pęcherzykowych, niektóre pytania nadal pozostają otwarte:

   • Jak duży wzrost żuchwy można osiągnąć dzięki terapeutycznemu postępowi żuchwy?
   • Ile występuje rotacja żuchwy i otwieranie zgryzu szkieletowego?
   • Jaka część pierwotnego przesunięcia żuchwy jest utrzymywana przez długi czas?
   • Czy występuje adaptacyjne zachowanie dołu stawowego po wysunięciu się żuchwy, z zachodzącą przebudową kości w dole stawowym.

   W ostatniej dekadzie opracowano nową metodologię wykorzystującą wirtualne modelowanie 3D, pozwalającą na zmianę paradygmatu oceny zmian kostnych związanych ze wzrostem i leczeniem; ta technologia otworzyła nowe horyzonty w badaniach naukowych dotyczących ortopedii twarzoczaszki. Niedawno American Journal of Orthodontists and Dentofacial Orthopaedics opublikował pierwszy raport 3D dotyczący leczenia Herbsta, badanie pilotażowe, w którym porównano 7 pacjentów klasy II leczonych aparatem Herbsta z 7 pacjentami klasy II leczonymi aparatami stałymi i gumami międzyszczękowymi. Doniesiono, że pacjenci klasy II poddawani leczeniu Herbsta wykazali przemieszczenie kłykci i dołu stawowego do przodu wraz z unieruchomieniem szczęki w porównaniu z pacjentami klasy II użytymi do porównania.

   Celem niniejszego prospektywnego kontrolowanego badania klinicznego jest zbadanie zmian szkieletowych w obrębie żuchwy i dołu stawowego u pacjentów klasy II poddawanych terapii aparatem Herbsta, przy użyciu wirtualnych modeli 3D w porównaniu z grupą kontrolną składającą się z pacjentów klasy II.

2. PACJENCI I METODY b.1) Projekt badania

Jest to nierandomizowane kontrolowane badanie kliniczne z interwencją. Zaplanowano dwie grupy: 1) osoby z wadą zgryzu klasy II leczone aparatem Herbsta (HAG); oraz 2) osoby z wadami zgryzu klasy II leczone wyłącznie z wyrównaniem zębów. Obie grupy są dobrane pod względem stopnia dojrzałości szkieletu, rodzaju wady zgryzu, wieku chronologicznego i płci. Oceniający wyniki nie są zaślepieni. Ze względów etycznych grupa porównawcza będzie się składać z pacjentów klasy II, którzy wymagają uprzedniego wyrównania i wyrównania zębów przed ortopedyczną fazą leczenia.

b.2) Uczestnicy – ​​miejsce i miejsce zbierania danych Leczenie odbywa się w Klinice Ortodontycznej Papieskiego Katolickiego Uniwersytetu Minas Gerais (Belo Horizonte, Brazylia). To jest prywatna uczelnia, ale pacjenci to głównie osoby o niskich dochodach. Dane zbierano od sierpnia 2013 r. do września 2015 r.

b3) Wielkość próby W oparciu o odchylenie standardowe 1,85 mm podane przez Pancherz i wsp.28, poziom istotności alfa równy 0,05 i moc 0,80 pozwalającą na wykrycie zmian o wielkości 1,5 mm, obliczono wstępną wielkość próby liczącą 25 pacjentów na grupę.

W związku z tym 25 osób otrzymało na początku leczenia aparat Herbsta z jednoetapową pełną aktywacją - Herbst Appliance Group (HAG); natomiast 25 osób ze szkieletową wadą zgryzu klasy II, ze wskazaniem do terapii HA, ale z innymi stanami klinicznymi, które wymagały wcześniejszego leczenia przed założeniem HA, zostało przydzielonych do GK. Obie grupy dobrano pod względem wieku chronologicznego (między 12 a 16 rokiem życia), etapu dojrzewania szkieletu oraz etapu rozwoju uzębienia (uzębienie stałe).

b4) Projekt urządzenia

Projekt aparatu Herbsta obejmował obustronne ramiona teleskopowe (3M Abzil, São José do Rio Preto, Brazylia) połączone przegubowo z czopami umieszczonymi zarówno w łukach szczęki, jak i żuchwy. Trzpienie zostały przyspawane do sztywnego drutu wspornikowego (0,040 ze stali nierdzewnej) rozciągającego się od dolnych pierwszych stałych pasm trzonowych (TP Orthodontics, La Porte, IN) do kłów żuchwy. W łuku szczękowym trzpienie zostały przyspawane do opasek na stałych pierwszych zębach trzonowych. Ekspander Hyrax (Morelli Ortodontia, Sorocaba, Brazylia) i .040-in dolny łuk językowy ze stali nierdzewnej (SS) został dodany do struktury HA w celu poprawy stabilności aparatu i kontroli wymiarów poprzecznych. Dwa 0,028 cala Druty SS zostały użyte jako podpórki okluzyjne w stałych drugich zębach trzonowych, aby uniknąć ich wypchnięcia po aktywacji. Resztki okluzyjne usunięto, gdy przeszkadzały w okluzji, aby uniknąć otwierania zgryzu.

b5) Sposób rejestracji

Tomografia komputerowa wiązki stożkowej (CBCT), zdjęcia wewnątrzustne i zewnątrzustne zostały zebrane w trzech punktach czasowych dla HAG (T0, T1 i T2) oraz w dwóch punktach czasowych dla CG (T0 i T2) ), jako regularny protokół dokumentacji ortodontycznej dla tych zabiegów klinicznych.

b6) Metoda pomiaru

Analiza seryjnych obrazów CBCT w celu oceny zmian między T0, T1 i T2 obejmuje metodologię analizy 3D przy użyciu ITK-SNAP (oprogramowanie typu open source, www.itksnap.org); SLICER (oprogramowanie typu open source, www.slicer.org; i VAM — oprogramowanie Vectra Analysis Model wersja 3.7.6 (Canfield Scientific Inc., Fairfield, NJ). Procedury trójwymiarowej analizy obrazu obejmowały: (1) aproksymację skanów; (2) budowa modeli etykiet 3D; (3) rejestracja obrazu oparta na wokselach; oraz (4) oceny ilościowe i jakościowe z wykorzystaniem trójwymiarowych modeli powierzchni siatkowych.

Ilościowa ocena zmian położenia między trójwymiarowymi modelami powierzchni podstawy czaszki, szczęki i żuchwy zostanie przeprowadzona przy użyciu pomiarów punktów orientacyjnych punkt-punkt (oprogramowanie VAM) i analiz wirtualnych (oprogramowanie SLICER).

Interaktywne analizy wizualne obejmują wyświetlacze graficzne z ocenami jakościowymi przy użyciu półprzezroczystych nakładek modeli 3D powierzchni w różnych punktach czasowych oraz ilościowe oceny przemieszczeń powierzchni przy użyciu kodowanych kolorami map odległości powierzchni. Wszystkie oceny analizy wizualnej zostaną przeprowadzone przy użyciu dwóch modułów (Model-to-Model Distance i Shape Population Viewer) w oprogramowaniu SLICER.

Rejestracja oparta na wokselach przednich dołu czaszki zostanie wykorzystana do oceny przemieszczenia szczęki i żuchwy/remodelingu dołu stawowego; zostanie przeprowadzona rejestracja regionalna na spojeniu żuchwy w celu oceny wzrostu żuchwy i zmian zębowych żuchwy; oraz rejestracja regionalna w przednim odcinku szczęki zostanie przeprowadzona w celu oceny wzrostu szczęki i zmian zębowych szczęki.

b7) Metoda analizy

W przypadku podstawowych i drugorzędowych pomiarów wyników zostanie użyte oprogramowanie Statistical Package for the Social Science (SPSS) (wersja 16.0 Chicago, IL). Przedstawione zostaną statystyki opisowe dla obu grup. Różnice statystyczne między obiema grupami zostaną obliczone za pomocą testu Manna-Whitneya (porównanie różnicy średnich WNG i CG). Porównanie zmian w obrębie poszczególnych grup zostanie przeprowadzone za pomocą testu Wilcoxona.