Ocena odpowiedzi biomechanicznej na ruch zęba ortodontycznego w przypadku przezroczystego aparatu ortodontycznego vs stałego aparatu ortodontycznego

1. Wprowadzenie

   Ruch ortodontyczny zęba (OTM) jest biologicznie regulowanym procesem zachodzącym w odpowiedzi na działanie sił mechanicznych przyłożonych do zębów. Siły te powinny być w idealnym przypadku ciągłe i kontrolowane, ponieważ inicjują one zmiany komórkowe i molekularne w więzadle przyzębia (PDL) oraz otaczającej kości wyrostka zębodołowego. Obciążenie mechaniczne prowadzi do zmian naczyniowych w PDL, po których następuje uwolnienie mediatorów zapalnych regulujących modelowanie i przebudowę kości. Ta kaskada ostatecznie prowadzi do resorpcji kości przez osteoklasty po stronie nacisku oraz do formowania kości przez osteoblasty po stronie napięcia.

   Płyn dziąsłowy (GCF) jest przesiękiem surowiczym lub wysiękiem zapalnym pochodzącym z kieszonki dziąsłowej, po raz pierwszy opisanym przez Alfano. Stanowi on cenny, nieinwazyjny nośnik do monitorowania zmian biochemicznych zachodzących w przyzębiu podczas leczenia ortodontycznego. GCF zawiera różnorodne biologicznie aktywne cząsteczki, w tym białka, cytokiny, antygeny bakteryjne, enzymy, elektrolity oraz małe związki organiczne pochodzące zarówno z tkanek gospodarza, jak i mikroorganizmów jamy ustnej.

   Zastosowanie sił ortodontycznych, szczególnie w obecności nagromadzenia płytki nazębnej, indukuje miejscową odpowiedź zapalną w tkankach przyzębia. Odpowiedź ta charakteryzuje się aktywacją i uwalnianiem cytokin zapalnych, takich jak metaloproteinazy macierzy (MMP), interleukiny (IL) i czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF-α). Wśród nich interleukina-1 (IL-1), szczególnie IL-1β, odgrywa kluczową rolę w regulacji immunologicznej i odpowiedziach zapalnych w ostrej fazie. Podczas ortodontycznego ruchu zęba, poziomy IL-1β są znacząco podwyższone w ludzkich fibroblastach dziąsłowych i GCF, co odzwierciedla zwiększoną aktywność osteoklastów.

   Prostaglandyna E2 (PGE2) jest kolejnym kluczowym mediatorem zapalnym zaangażowanym w ortodontyczny ruch zęba. Podwyższone poziomy IL-1β i PGE2 są typowo obserwowane podczas wczesnej fazy leczenia ortodontycznego. IL-1β promuje różnicowanie i aktywację osteoklastów, podczas gdy PGE2 działa synergistycznie, wzmacniając resorpcję kości. Razem te mediatory ułatwiają ruch zęba i przebudowę kości wyrostka zębodołowego.

   Ruch ortodontyczny zęba zachodzi w odrębnych fazach, w tym w fazie początkowej, fazie opóźnienia i fazie wtórnej. W fazie wtórnej dominuje bezpośrednia resorpcja kości po usunięciu tkanki szklistej poprzez resorpcję podkopującą. W tym okresie przestrzeń PDL ulega poszerzeniu, prowadząc do zwiększonej ruchomości zęba. Ruchomość zęba jest zjawiskiem fizjologicznym wynikającym z właściwości lepkosprężystych PDL oraz cech strukturalnych kości wyrostka zębodołowego. Powszechnie uznaje się, że ruchomość zęba zwiększa się podczas aktywnego leczenia ortodontycznego i stopniowo wraca do poziomu wyjściowego w fazie retencji.

   Ocena ruchomości zęba jest ważnym parametrem klinicznym stosowanym do oceny podparcia przyzębnego i odpowiedzi biomechanicznych w trakcie leczenia ortodontycznego. Monitorowanie zmian ruchomości może pomóc w przewidywaniu wyników leczenia, identyfikacji potencjalnych ryzyk i zapobieganiu nawrotom po leczeniu. Jednak dostępne są ograniczone dane dotyczące długoterminowych zmian ruchomości zębów od rozpoczęcia leczenia ortodontycznego przez fazę retencji.

   Postępy w ortodoncji cyfrowej, w tym skanery wewnątrzustne, systemy CAD/CAM i druk 3D, zrewolucjonizowały diagnostykę i planowanie leczenia ortodontycznego. Cyfrowe modele studyjne w dużej mierze zastąpiły tradycyjne modele gipsowe ze względu na ich dokładność, wydajność, zmniejszone wymagania dotyczące przechowywania i większy komfort pacjenta. Modele wirtualne umożliwiają precyzyjny pomiar, symulację i superpozycję, ułatwiając ilościową ocenę ruchu zębów w czasie.

   Trójwymiarowa superpozycja seryjnych modeli cyfrowych umożliwia dokładną ocenę ortodontycznego ruchu zęba poprzez rejestrację modeli we wspólnym układzie współrzędnych. Podejście to ma kluczowe znaczenie we współczesnej ortodoncji do oceny efektywności leczenia i działania aparatów.

   Terapia przezroczystymi nakładkami zyskała popularność ze względu na rosnące wymagania estetyczne i komfort pacjenta. Nakładki dostarczają przerywane siły ortodontyczne, które mogą wpływać na odpowiedź biologiczną tkanek przyzębia inaczej niż ciągłe siły stosowane przez aparaty stałe. Chociaż nakładki oferują zalety, takie jak lepsza higiena jamy ustnej i estetyka, dowody dotyczące ich wpływu na metabolizm kości i produkcję mediatorów zapalnych pozostają ograniczone.

   Dlatego to badanie ma na celu porównanie odpowiedzi biologicznych i mechanicznych związanych z ortodontycznym ruchem zęba przy użyciu przezroczystych nakładek w porównaniu z stałymi aparatami ortodontycznymi poprzez ocenę biomarkerów zapalnych (IL-1β i PGE2), ruchomości zębów oraz ilości ruchu zębów ocenianej za pomocą 3D superpozycji cyfrowej.

2. Cel badania

   Celem tego badania jest porównanie odpowiedzi biologicznych i mechanicznych ortodontycznego ruchu zęba między pacjentami leczonymi przezroczystymi nakładkami a tymi leczonymi stałymi aparatami pre-adjusted edgewise, poprzez ocenę:

   Mediatorów zapalnych (IL-1β i PGE2) w płynie dziąsłowym

   Ruchomości zębów

   Ilości ruchu zębów z użyciem 3D superpozycji cyfrowej

3. Pacjenci i metody Projekt badania

   To badanie jest zaprojektowane jako prospektywne, randomizowane porównawcze badanie kliniczne mające na celu ocenę i porównanie wpływu stałych aparatów ortodontycznych i przezroczystych nakładek na parametry biologiczne i mechaniczne ortodontycznego ruchu zęba.

   Wielkość próby

   Obliczenie wielkości próby przeprowadzono przy użyciu oprogramowania G*Power (wersja 3.1.9.7) z mocą badania 90%, błędem typu I na poziomie 5% i jednostronnym testem statystycznym. Na podstawie wielkości efektu (f = 1,4034537) pochodzącego z badania Muhammada Abdullaha Kamrana i wsp. oraz średnich wartości IL-1β wynoszących 21,45 ± 1,88 dla aparatów stałych i 18,29 ± 2,57 dla przezroczystych nakładek, minimalna wymagana wielkość próby wynosiła 18 pacjentów. Aby zrekompensować potencjalne wycofania, wielkość próby zwiększono do 20 pacjentów.

   Uczestnicy zostaną równo podzieleni na dwie grupy:

   Grupa I (Grupa aparatu stałego): 10 pacjentów

   Grupa II (Grupa przezroczystych nakładek): 10 pacjentów

   Randomizacja

   Uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do jednej z dwóch grup badawczych za pomocą komputerowo generowanej sekwencji randomizacji. Zapewnione zostanie ukrycie alokacji, a klinicysta odpowiedzialny za ocenę wyników będzie zaślepiony co do przydziału grup.

   Zagadnienia etyczne

   Pisemną świadomą zgodę uzyska się od wszystkich uczestników przed rekrutacją

   Protokół badania zostanie zatwierdzony przez Komisję Etyki Badań Naukowych Uniwersytetu Mansoura

   Badanie będzie prowadzone zgodnie z wytycznymi i przepisami etycznymi

4. Metodologia Początkowe zapisy cyfrowe

   Podstawowe skany wewnątrzustne zostaną uzyskane przy użyciu cyfrowego skanera wewnątrzustnego (np. iTero lub TRIOS) w celu rejestracji początkowego położenia zębów i służenia jako odniesienie do superpozycji 3D.

   Grupa przezroczystych nakładek

   Przeprowadzone zostanie cyfrowe planowanie leczenia

   Nakładki zostaną wykonane przy użyciu technik termoformowania

   Przezroczysta termoplastyczna folia (np. Duran) zostanie podgrzana i uformowana pod ciśnieniem lub próżniowo na wydrukowanym modelu 3D

   Nakładki zostaną przycięte, wykończone, wypolerowane i dostarczone pacjentowi

   Grupa aparatu stałego

   Zostaną przyklejone pre-adjusted zamki edgewise

   Początkowe wyrównanie i poziomowanie zostanie przeprowadzone za pomocą łuku niklowo-tytanowego o grubości 0,012 cala

5. Analiza statystyczna

   Dane zostaną statystycznie przeanalizowane przy użyciu odpowiednich testów parametrycznych lub nieparametrycznych w zależności od rozkładu danych. Istotność ustalono na p ≤ 0,05.

6. Czas trwania badania

Czas trwania badania szacuje się na od 8 miesięcy do 1 roku.

8. Koszt

Szacowany całkowity koszt badania wynosi 120 000 funtów egipskich.