[发明专利]牙齿矫正的方法和装置

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请要求2009年8月11日提交的美国临时申请61/273,900的35U.S.C.§119(e)下的权益，在本文中引入其公开作为参考。

发明领域

本发明提供了进行牙科操作(包括牙齿矫正操作)的方法和用于进行这样的操作的装置。

发明背景

估计在2007年，超过75％的美国人口超过18岁。现在，越来越多的成年人正寻求牙齿矫正治疗以提升其生活的社会和心理状态。这些患者的治疗很复杂，因为控制其生长和发育任何机会都已错过，通过牙齿矫正术矫正他们的咬合不正(malocclusion)受限于牙槽的因素。尽管可通过单独的牙齿矫正治疗简单的病例，在许多成年人中的咬合不正的严重性是牙齿矫正治疗无法解决的，并且只能通过与正颌手术组合解决。不幸的是，正颌手术本身是非常昂贵的，并且由于在上颌和下颌中的大量骨切可能伴随许多并发症。因此目前，对这组患者没有其他的治疗方式。

对患者来说，需要对齐一颗或多颗牙齿当然是常见的，且通常进行这样的对齐或移动牙齿的一种方法是通过使用安装在牙齿上的牙箍(brace)，且其包括线和其他拉紧装置，例如橡胶带和线圈(coils)，从而对牙齿施加持续的张力以将牙齿移动到期望的位置。然而，问题之一是使用牙箍移动牙齿会花费很长的时间，有时为3-4年，且患者必须在这么长的时间内持续佩戴这些牙箍。佩戴牙箍有时对患者，特别是成年人是困难的，他们不喜欢牙箍的外观且不喜欢不适。另外，有研究显示长期佩戴牙箍可能提高牙根吸收和牙槽骨损耗的风险。

需要长时间的原因之一是牙齿需要在包括牙槽骨的颌骨内移动，牙槽骨包含牙槽和包住牙槽成分的皮质板。实际上，在牙槽骨重塑完成前牙齿无法移动，且仅牙槽骨的重塑就花费相当长的时间。因此存在加速牙齿移动的装置将是有利的，从而缩短将牙齿移动到期望位置的时间。

牙齿矫正病例一般根据使牙齿移动的方向分为2类，扩张(其中将拥挤或弯曲的牙齿朝颌骨轮廓线外缘移动)或回缩(其中移动一颗或多颗牙齿以在颌骨中产生更多的空间)。为了对齐牙齿，可将一颗或多颗牙齿移动至产生的空间的方向。常规的牙齿矫正术通过移动牙根穿过颌骨中的其周围的骨进行。颌骨具有被称为皮质板或皮质骨的坚硬外壳，和被称为髓质骨的较软的内部。

髓质骨具有良好的血液供应并具有高群体的多能细胞，多能细胞可转化为再吸收旧骨的破骨细胞和产生新骨的成骨细胞。因此，髓质骨对物理损害(包括用于移动牙齿的外力)应答相对显著和及时。为了通过牙齿矫正移动牙齿，牙根必须穿过牙齿周围的骨，即牙槽骨移动，牙槽骨由髓质骨和包含上颌和下颌的周围皮质板组成。牙槽骨在被移动的牙齿周围在响应牙根周围的压力(pressure)和张力(tension)下重塑。在这样的骨重塑的过程中，在移动牙齿的方向上的牙根表面的压力侧上发生骨再吸收。在牙齿被移动的反方向上的牙根表面的张力侧发生骨沉积或新骨形成。

典型的牙根通常直径大到其占据了颌骨内侧上的舌部皮质板和颌骨外侧上的面部皮质板之间的大部分空间。因此，大部分牙根被坚硬的皮质板和极少的柔软的髓质骨覆盖。

常规的牙齿矫正术的一个主要缺点是长治疗时间，在此期间必须佩戴牙箍。骨皮质切开术已被使用了数十年以试图缩短牙齿矫正治疗的时间。此术语指延伸穿过牙槽皮质板的全部厚度并深入下面的髓质骨的骨切或穿孔，或如果在皮质板下不存在髓质骨的话，其指延伸穿过皮质板的大部分厚度但不是其全部厚度的骨切或穿孔。

Fischer等人，Angle Orthod 2007；77：417-420提出在牙齿周围的牙槽骨中制造小切口代替牙齿矫正手术，这种方法被称为骨皮质切开术(corticotomy)。如果此高度侵害性的骨皮质切开术操作可被更进一步简化并替换为不需要软组织瓣的(在骨皮质切开术中需要)在牙槽骨中的最低限度的、浅层的、小穿孔将是理想的。

已在困难的成年人案例中使用骨皮质切开术作为常规的牙齿矫正治疗或正颌手术的替代方案。据称，通过组合骨皮质切开术操作和牙齿矫正术，由于能更快速地移动牙齿，有可能在较短的时间中完成治疗。此作用的机制尚不清楚。几位作者已将与骨皮质切开术结合而观察到的快速的牙齿移动描述为“骨块”(“bony block”)的移动。基于此观点，穿过围绕牙齿的皮质板制造裂缝，从而使此牙齿现在处于仅通过髓质骨与周围的骨相连的骨块。牙齿是“手柄”(“handle”)，通过其此骨块可被移动。其他人已将骨皮质切开术促进的牙齿矫正术的作用与在骨损伤后观察到的修复机制相联系。在骨损伤后，加速的骨转换和在区域性骨密度的减少已有描述。