上顎弓周辺の矯正用アライナーのバイオメカニクスをinvitroで評価しました

An in vitro evaluation of orthodontic aligner biomechanics around the maxillary arch.

抄録

序論:

この研究の目的は、歯列矯正用アライナーが3つの異なる位置にある上顎の歯とその隣接する支持歯に及ぼす力とモーメントを評価することである。

INTRODUCTION: The objective of this study was to evaluate the forces and moments exerted by orthodontic aligners on 3 different displaced maxillary teeth and their adjacent supporting teeth.

研究方法:

上顎の3つの歯（中切歯、犬歯、第二小臼歯）に対して、0.75mm厚のグリコール変性ポリエチレンテレフタレート素材の力とモーメントを測定するためにinvitro orthodontic simulatorを使用した。舌側に0.20mmずつ変位させた歯の力とモーメントを記録しました。結果の評価には多変量解析の反復測定を用いた。

METHODS: An in vitro orthodontic simulator was used to measure the forces and moments of a 0.75-mm thick glycol-modified polyethylene terephthalate material for 3 maxillary teeth: central incisor, canine, and second premolar. Forces and moments were recorded for tested teeth displaced lingually one by one for 0.20 mm. Repeated measures of multivariate analysis of variance was used to assess the outcome.

結果:

犬歯にかかる頬舌間力の平均値（2.25±0.38N）は、中切歯（1.49±0.18N）や第二小臼歯（1.50±0.16N）よりも有意（P<0.001）に大きかった。また，犬歯にかかる平均モーメント（歯を頬側に傾ける）は，中切歯（-8.42±1.67Nmm）や第二小臼歯（-11.45±1.29Nmm）よりも，-20.11±5.27Nmmと有意に大きかった（P<0.001）．転位歯に隣接する歯に作用する力とモーメントは臨床的に有意であり、転位歯に作用する力とは反対方向に作用していた。

RESULTS: The mean buccolingual force applied on a displaced canine (2.25 ± 0.38 N) was significantly (P <0.001) more than the central incisor (1.49 ± 0.18 N) and second premolar (1.50 ± 0.16 N). The mean moment (that tends to tip the teeth buccally) exerted on a canine (-20.11 ± 5.27 Nmm) was significantly more (P <0.001) than the central incisor (-8.42 ± 1.67 Nmm) and second premolar (-11.45 ± 1.29 Nmm). The forces and moments acting on teeth adjacent to the displaced tooth were clinically significant and acted in opposing directions to those on the displaced tooth.

おわりに:

本研究の結果は、ある歯に同じ量の変位があった場合、歯列矯正用アライナーによって課せられる力とモーメントは歯列弓の位置によって異なることを強調している。これらの結果は、歯列弓周りのアライナーの力学をさらに研究し、歯列矯正中の有害な影響を避けるために、望ましい機械的負荷を与えるようにアライナーのデザインを最適化する必要性を示している。

CONCLUSIONS: The results of this study highlighted that for the same amount of displacement on a given tooth, the forces and moments imposed by the orthodontic aligner depend on location around the arch. These findings highlight the need to further study aligner mechanics around the dental arch and optimize aligner design to impose desired mechanical loads to avoid detrimental effects during orthodontic tooth movement.