第一小臼歯抜歯治療におけるクリアアライナーを用いた前歯の後退に及ぼす前歯間のスペース配列の影響：有限要素法による検討

The effect of space arrangement between anterior teeth on their retraction with clear aligners in first premolar extraction treatment: a finite element study.

抄録

はじめに:

クリアアライナー治療は近年ますます普及しているが、抜歯前歯治療においてはいくつかの困難がある。これらの困難には、前歯列、舌側傾斜、エクストルージョンが含まれる。現在の臨床計画では、理想的な治療結果を得るために、通常、前歯の後退前に前歯の間にわずかなスペースを設定している。本研究の目的は、リトラクション時に既存のスペースが及ぼす影響を分析することである。

INTRODUCTION: Clear aligner therapy has become increasingly popular in recent years, although it has encountered several difficulties in premolar extraction treatment. These difficulties include anterior dentition, lingual tipping and extrusion. The design of the present clinical scheme usually set a tiny space between the anterior teeth before retraction in order to obtain an ideal outcome. The objective of our research was to analyze the effect of the existing spaces during retraction.

方法:

第一小臼歯、上顎骨、歯根膜、歯肉、アライナーを含まない上顎歯列を含むモデルを作成し、ANSYSワークベンチにインポートした。前歯部歯列間に0.25mm，0.50mm，0.75mm，1.00mmのスペースを設けた5つのグループのモデルを作成した．すべてのグループに0.20mmの後退ステップを適用した。

METHODS: Models including maxillary dentition without first premolars, maxilla, periodontal ligaments, gingiva, or aligners were constructed and imported to an ANSYS workbench. Five groups of models were created: without spaces and with 0.25, 0.50, 0.75 and 1.00 mm spaces between the anterior dentition. A 0.20 mm retraction step was applied to all the groups.

結果:

前歯列の間隔が広がるにつれて、受動的な力によるアライナーの弓状効果は徐々に減少した。その結果、前歯列の突出が有意に緩和され、矢状移動が減少した。しかし、全体的な移動は転倒ではなく、体位移動の傾向にあった。一方、歯根膜（PDL）の最大Von Mises応力は著しく減少した。

RESULTS: As the spaces between the anterior dentition increased, the bowing effect of the aligner caused by the passive forces decreased gradually. Accordingly, the degree of extrusion of the anterior dentition was alleviated significantly, while sagittal movement was reduced. However, the overall movement tended to be a bodily displacement rather than tipping. Meanwhile, maximum Von Mises stress of the periodontal ligaments (PDLs) was markedly decreased.

結論:

これらの分析から、前歯部後退時に前歯部歯列の間にスペースを設けることは、前歯部歯列の突出傾向を減少させるのに有効であり、アンカーを設ける必要があることが示された。適切なスペースを設計することで、前歯の舌側傾斜と突出効果を最小限に抑えると同時に、PDLへの最大応力を減少させることができる。

CONCLUSION: These analyses indicate that spaces between the anterior dentition during anterior retraction are beneficial for decreasing the tendency for extrusion of the anterior dentition and require provision of anchorage. Appropriate spaces can be designed to lest the lingual tipping and extrusion effect of the anterior teeth while simultaneously reducing the maximum stresses on PDLs.