Dentoskelettförändringar associerade med Herbst Appliance Therapy

1. BAKGRUND Klass II malocklusion är mycket utbredd över hela världen, och det är en viktig anledning till att ortodontisk behandling inleds. Denna typ av malocklusion kan begränsas till dentoalveolära regionen, men majoriteten av klass II-patienter uppvisar en stark skelettkomponent till malocklusionen, inklusive oftast mandibulär skelettretrusion och en ökad lägre främre ansiktshöjd. Med ökad svårighetsgrad av underkäksbristen utmanas ortodontist att behandla det underliggande skelettproblemet på lämpligt sätt.

   För växande patienter har användningen av fasta och avtagbara mandibulära framstegsapparater förespråkats i många decennier. En mängd fasta Herbst-apparatdesigner har uppnått global acceptans genom att de eliminerar de flesta viktiga patientkompliancefaktorer. Idag är Herbst-apparaten (HA) den överlägset mest använda mandibulära hoppanordningen i USA, med fler Herbst-apparater som tillverkas än alla andra funktioner kombinerade.

   Herbst-apparaten introducerades ursprungligen av Emil Herbst under de första åren av 1900-talet, men den nådde inte världsomspännande klinisk acceptans förrän den återinfördes av Hans Pancherz 70 år senare. Sedan dess har ett betydande antal kliniska och vetenskapliga studier genomförts om HA, särskilt av Pancherz och kollegor.

   Tvådimensionella cefalometriska studier har rapporterat ökningar i längden på underkäken och i framåtförskjutning av underkäken efter HA i jämförelse med matchade obehandlade kontroller. I genomsnitt kan 2 mm längdökning i underkäken (mätt från Gonion till Pogonion) och 1,5 graders förbättring av SNB-vinkeln observeras efter behandling med Herbst-apparat.

   Undersökningar på försöksdjur har gett histologiska bevis för förändringar i kondylerna, rami och artikulära fossae när underkäken förs fram i laboratoriemiljö. Tidigare rapporter har visat en ökad spridning av kondylbrosket hos apor som fått sin underkäke avancerad med Herbst-apparaten. Dessa anpassningar inträffade främst i de posteriora och posterosuperior regionerna av kondylen. De rapporterade också betydande benavlagring längs den bakre gränsen av ramus underkäken under den tidiga delen av experimentperioden samt betydande avsättning av nytt ben på den främre ytan av postglenoidryggraden vid ledfossae. Det bör dock noteras att ryggraden efter glenoid inte är väldefinierad hos människor.

   Kliniska undersökningar med hjälp av magnetisk resonanstomografi (MRI) och laterala röntgenbilder har visat att förändringar i underkäkskondylerna och artikulära fossae kan inträffa med Herbst-behandling. Det har visats att efter Herbst-terapi kan en viss ombyggnad av artikulär fossa ses vid den främre ytan av postglenoidryggraden, vilket orsakar en förflyttning av ledfossae i riktning nedåt och framåt. Men en sådan fossa-anpassning hos Herbst-patienter är mindre omfattande än hos försöksdjur, med mycket individuell variation i respons uppenbar.

   Även om de flesta Herbst-studier är konvergenta när det gäller omfattningen av skelett- och dentoalveolära anpassningar, kvarstår fortfarande några frågor:

   • Hur mycket mandibulär tillväxt kan uppnås med terapeutisk mandibulär avancemang?
   • Hur mycket underkäksrotation och skelettbettöppning sker?
   • Hur mycket av den ursprungliga underkäksutvecklingen bibehålls på lång sikt?
   • Finns det ett adaptivt beteende hos artikulär fossa efter mandibulär avancemang, med benremodellering som sker i fossa.

   Under det senaste decenniet har en ny metodik som använder virtuell 3D-modellering utvecklats som tillåter en förändring i paradigmet för att bedöma skelettförändringar i samband med tillväxt och behandling; denna teknik som har öppnat nya vyer i vetenskapliga undersökningar av dentofacial ortopedi. Nyligen publicerade American Journal of Orthodontists and Dentofacial Orthopetics den första 3D-rapporten om Herbst-behandling, en pilotstudie där 7 klass II-personer som behandlats med Herbst-apparaten jämfördes med 7 klass II-personer som behandlats med fasta apparater och intermaxillära resårer. Det rapporterades att klass II-patienter som genomgick Herbst-behandling uppvisade främre förskjutning av kondyler och artikulära fossae tillsammans med maxillär fasthållning jämfört med de klass II-patienter som användes för jämförelse.

   Syftet med den nuvarande prospektiva kontrollerade kliniska prövningen är att undersöka skelettförändringar i underkäken och artikulär fossae hos klass II-patienter som genomgår Herbst-apparatterapi, med hjälp av virtuella 3D-modeller i jämförelse med en kontrollgrupp bestående av klass II-patienter.

2. PATIENTER OCH METODER b.1) Studiedesign

Detta är en icke-randomiserad kontrollerad klinisk prövning, med intervention. Två grupper har planerats: 1) klass II malocklusionssubjekt behandlade med Herbst-apparat (HAG); och 2) klass II malocklusionssubjekt som endast behandlats med tandjustering. De två grupperna matchas efter skelettmognadsstadium, typ av malocklusion, kronologisk ålder och kön. Det finns ingen bländning för resultatutvärderarna. På grund av etiska betänkligheter kommer jämförelsegruppen att bestå av klass II-personer som behöver tidigare inriktning och utjämning av tänderna innan den ortopediska fasen av behandlingen.

b.2) Deltagare - inställningar och plats där uppgifterna samlas in. Behandlingen utförs i Ortodontiska kliniken vid det påvliga katolska universitetet i Minas Gerais (Belo Horizonte, Brasilien). Detta är ett privat universitet, men patienterna är mestadels låginkomsttagare. Data har samlats in från augusti 2013 och avslutades i september 2015.

b3) Provstorlek Baserat på standardavvikelsen på 1,85 mm som rapporterats av Pancherz et al.28, en alfasignifikansnivå på 0,05 och en styrka på 0,80 för att detektera förändringar på 1,5 mm, beräknades en preliminär provstorlek på 25 patienter per grupp.

Därför har 25 individer fått en Herbst-apparat i början av sin behandling med en fullständig aktivering i ett steg - Herbst Appliance Group (HAG); medan 25 skelettklass II malocklusionsindivider, med indikation för HA-terapi, men med andra kliniska tillstånd som krävde tidigare behandling före HA-insättning, har allokerats till CG. De två grupperna har matchats efter kronologisk ålder (mellan 12 år och 16 år), efter skelettmognadsstadium och av tandutvecklingsstadiet (permanent dentition).

b4) Apparatdesign

Herbst-apparatdesignen inkluderade bilaterala teleskoparmar (3M Abzil, São José do Rio Preto, Brasilien) ledade med pivoter som var placerade i både käk- och underkäksbågen. Pivoterna svetsades till en styv fribärande tråd (0,040-in rostfritt stål) som sträckte sig från de nedre första permanenta molarbanden (TP Orthodontics, La Porte, IN) till hundregionerna av underkäken. I överkäksbågen svetsades tapparna till band på de permanenta första kindtänderna. En Hyrax expander (Morelli Ortodontia, Sorocaba, Brasilien) och en .040-in Nedre lingual båge av rostfritt stål (SS) lades till HA-strukturen för att förbättra apparatens stabilitet och tvärgående dimensionskontroll. Två .028-tum SS-trådar användes som ocklusionsstöd i de permanenta andra molarerna för att undvika deras extrudering efter aktivering. Ocklusalstöden togs bort när de störde ocklusionen för att undvika bettöppning.

b5) Metod för registrering

Cone beam computed tomography (CBCT), intraorala bilder och extraorala bilder har samlats in i tre tidpunkter för HAG (T0, T1 och T2), och i två tidpunkter för CG (T0 och T2) ), som ett vanligt protokoll för ortodontisk journal för dessa kliniska behandlingar.

b6) Mätmetod

Analys av seriella CBCT-bilder för att utvärdera förändringar mellan T0, T1 och T2 inkluderar 3D-analysmetoder med ITK-SNAP (öppen källkod, www.itksnap.org); SLICER (programvara med öppen källkod, www.slicer.org; och VAM - Vectra Analysis Model mjukvaruversion 3.7.6 (Canfield Scientific Inc., Fairfield, NJ). De tredimensionella bildanalysprocedurerna inkluderade: (1) approximering av skanningar; (2) konstruktion av 3D-etikettmodeller; (3) voxelbaserad bildregistrering; och (4) kvantitativa och kvalitativa bedömningar med hjälp av 3D-nätmodeller.

Kvantitativ bedömning av positionsförändringarna mellan 3D-ytmodellerna av kranialbasen, maxillan och underkäken kommer att utföras med hjälp av landmärkesmätningar från punkt till punkt (VAM-programvara) och virtuell analys (SLICER-programvara).

Interaktiv visuell analys inkluderar grafiska visningar med kvalitativa bedömningar med semitransparenta överlagringar av 3D-ytmodellerna vid olika tidpunkter och kvantitativa bedömningar av ytförskjutningarna med hjälp av färgkodade ytavståndskartor. Alla visuella analyser kommer att utföras med hjälp av två moduler (Model-to-Model Distance och Shape Population Viewer) i SLICER-mjukvaran.

Voxelbaserad registrering på främre kraniala fossae kommer att användas för att bedöma maxillär och mandibular förskjutning/artikulär fossae ombyggnad; regional registrering på underkäkens symfys kommer att utföras för att utvärdera underkäkens tillväxt och mandibular dentala förändringar; och regional registrering på den främre delen av maxillan kommer att utföras för att utvärdera maxillär tillväxt och maxillära tandförändringar.

b7) Analysmetod

För de primära och sekundära utfallsmåtten kommer det att användas Statistical Package for the Social Science (SPSS) programvara (version 16.0 Chicago, IL). Beskrivande statistik kommer att presenteras för båda grupperna. Statistiska skillnader mellan de två grupperna kommer att beräknas med Mann-Whitney-test (jämförelse mellan skillnaden mellan medelvärdena för HAG och CG). Jämförelsen mellan förändringarna inom varje grupp kommer att utföras med hjälp av Wilcoxons test.