透明矫正器治疗(CAT)近年来变得越来越普遍，因为它比固定矫治器有明显的优势，如舒适和美观。然而，由于透明矫正器缺乏硬度，在前磨牙拔除病例中，当前牙缩回时，会遇到许多困难。研究表明，尽管CAT在世界范围内流行，但其在前磨牙拔牙病例中的应用仍然有限。在前磨牙拔除的病例中，前牙的后缩以改善患者的外观被认为是困难的。门牙力矩丧失、前牙挤压、后牙中向倾斜是比较常见的问题。

为了解决这些问题，已经进行了大量的研究，包括使用改变矫正器内建的几何形状，如“动力脊”，更新矫正器材料以改善其性能，以及一系列引起牙齿运动的步骤。因此，在提高CAT的疗效和减少牙齿矫正器在前磨牙拔牙病例中的缺点方面取得了重大进展。在这些技术中，我们在计算机辅助设计应用(如Aligner和iOrtho)中观察到，许多前磨牙拔除病例在收拔步骤之前前牙之间有微小的间隙。

Meng等人的研究表明，前牙之间0.5-1.0 mm的间隙增加了矫正器的包裹度，这有助于在拔牙病例中增加对矫正器的控制。不幸的是，微小空间背后的详细机制尚未完全阐明。三维有限元分析(3D finite element analysis, FEA)是一种广泛应用于正畸学的计算机模拟技术，用于模拟牙齿在不同力作用下的应力和运动趋势。最近的一项研究表明，经过验证的三维有限元模型揭示了清除对准器的许多机制。FEA的优点是及时、可视化和可重复，并且由于长期的正畸临床研究，FEA最近在优化治疗方案方面越来越受欢迎。

在本研究中，我们通过有限元分析来验证前牙列间隙对前牙后缩的影响。通过对矫正器和牙列的生物学机制的分析，我们旨在评估在第一前磨牙拔牙时，前牙列之间获得的间隙是否有利于前牙的内收。我们还确定了最佳的空间大小，这将为未来的临床试验提供生物学基础。

方法：建立不含第一前磨牙、上颌、牙周韧带、牙龈、矫正器的上颌牙列模型，并导入ANSYS工作平台。制作五组模型:前牙列间隙为0 - out，前牙列间隙为0.25、0.50、0.75和1.00 mm。各组均采用0.20 mm缩回步。

图1:计算机辅助设计模型。A第一前磨牙拔除中前牙列后缩的三维有限元模型。B无间隙的牙列排列模型和相应的牙齿矫正器模型。C具有0.25、0.50、0.75和1.00 mm空间的牙列排列模型和相应的对准器模型

表1 本研究中考虑的材料的性能

图2 :不同空间组中清牙对准器的垂直变形及牙列垂直位移趋势。A无间隙矫直器的变形趋势。B对准器在垂直方向上的最小移动值

图3:不同间隙组前牙列移位的趋势。A前牙列应力分布规律及趋势方向。B前牙列矢状方向移位的趋势。C前牙列在垂直方向上的移位。D类似矢状运动条件下的挤压程度。(挤压程度=垂直运动/矢状运动)

图4 单个门牙的应力分布图。A箭头表示中切牙(左)和侧切牙(右)的运动方向。B有无间隙组间冠尖应力分布规律。红色区域为应力集中部位。C中门牙和侧门牙牙冠和牙根个别移位。红色条代表冠，蓝色条代表根。D中切牙和侧切牙倾斜的比较。红色列代表中门牙，蓝色列代表侧门牙。E .相同矢状位位移下中切牙和侧切牙倾斜的比较。红色列代表中门牙，蓝色列代表侧门牙。倾斜程度=(冠-根)/[(冠+根)/2]

图5 :Von Mises应力在不同实验模型中的分布A全牙列pdl的Von Mises应力分布，最大Von Mises应力的位置用红色标示。B pdl的Von Mises应力最大值。C牙槽骨Von Mises应力的平均值

C对准器在垂直方向上的最大位移差值。(最大位移差=最大位移-最小位移)。D整个牙列的平均垂直运动。E整个齿列在垂直方向上最大挤压的趋势

结果：随着前牙列间距的增大，被动力引起的矫正器弯曲效应逐渐减小。因此，前牙列的挤压程度明显减轻，矢状面运动减少。然而，整体运动倾向于身体位移而不是倾斜。同时，牙周韧带最大Von Mises应力(PDLs)明显降低。

结论：前牙牵出时，前牙列之间的间隙有利于减少前牙列挤压的趋势，需要提供支抗。可以设计适当的间隙，以避免前牙的舌尖和挤压效应，同时减少对前牙的最大应力。

文献来源：Cao Y,  Wang ZW,  Chen D,The effect of space arrangement between anterior teeth on their retraction with clear aligners in first premolar extraction treatment: a finite element study.Prog Orthod 2023 Sep 25;24(1)