隐形功能矫治器对比传统功能矫治器前导下颌治疗骨性Ⅱ类错畸形患者疗效的meta分析

Abstract

Objective

This study aimed to conduct a meta-analysis of the efficacy of mandibular advance clear aligners with traditional functional appliances as the control group.

Methods

PubMed, Web of Science, Embase, Cochrane Library, China Biomedical Abstracts Database, China Knowledge Network Database, Wanfang Database, and Weipu Database were used in this study. The two groups of researchers screened the literature and extracted data based on the inclusion and exclusion criteria established by PICOS entries, and used the ROBINS-I scale for quality evaluation. Revman 5.4 and Stata 17.0 software were used for meta-analysis.

Results

Nine clinical controlled trials were included in this study with a total sample size of 283 cases. No significant difference was found in SNA, SNB, ANB, Go-Pog, U1-SN, Overjet, and other aspects between the invisible group and the traditional group in the treatment of skeletal class Ⅱ malocclusion patients; there was a 0.90° difference in mandibular plane angle between the two groups; the growth of the mandibular ramus (Co-Go) in the traditional group was 1.10 mm more than that in the invisible group; the lip inclination of the lower teeth in the invisible group was better controlled, 1.94° less than that in the control group.

Conclusion

The invisible group can better control the lip inclination of the mandibular anterior teeth when guiding the mandible. Furthermore, the mandibular plane angle (MP-SN) can remain unchanged, but the growth of the mandibular ramus is not as good as the traditional group, and auxiliary measures should be taken to improve it in clinical practice.

骨性Ⅱ类错畸形由颅面复合体中骨骼的形态、大小、比例和生长发育异常所致，同时也伴有牙弓关系的不调，临床表现为后牙远中关系，前牙深覆、深覆盖[1]；头影测量以∠ANB大于4.7°为主要诊断依据[2]；常伴有上牙弓狭窄、口呼吸、颞下颌关节紊乱[3]、睡眠呼吸暂停综合征[4]、不良口腔习惯等症状。目前已经有研究[5]表明，60%以上的Ⅱ类错是下颌后缩所致，只有约10%的患者表现为单纯的上颌前突，因此功能矫治器矫形治疗的重点往往以下颌前导为主。

Twin-block矫治器（TB）在20世纪80年代由William Clark首次报道[6]，后来又经过了研究者的不断改进[7]，TB和矢向引导型互助式矫治器（sagittal-guidance Twin-block appliance，SGTB）成为最为广泛使用的功能矫治器之一，其治疗骨性Ⅱ类错畸形的疗效已经得到广泛认可[8]。近年来，随着人们对于舒适美观的要求，隐适美MA、时代天使A6及正雅S8等隐形矫治器开始在临床中用于治疗骨性Ⅱ类患者，与TB、SGTB类似，隐形功能矫治器也是通过透明牙套上设计双垫或者精密翼托，达到下颌前伸、刺激下颌生长的目的[9]。本文将对传统功能矫治器和隐形功能矫治器治疗骨性Ⅱ类错畸形患者的头影测量数据进行meta分析，为临床中选择治疗方案与预测治疗结果提供依据。

1. 材料和方法

本研究遵循PRISMA报告规范[10]和《Cochrane干预措施系统评价手册》[11]进行文献检索、质量评价、数据分析以及论文写作。研究方案在PROSPERO登记注册（https://www.crd.york.ac.uk/PROSPERO/，注册号：CRD42022327052）。

1.1. 纳入标准和排除标准

根据PICOS条目[12]制定了纳入标准，具体如下。1）研究对象：文献明确提及试验者为骨性Ⅱ类错畸形，患者无外伤及手术史、无牙周病及系统疾病。2）干预措施：隐形组采用隐形功能矫治器前导下颌，对照组采用传统功能矫治器前导下颌。3）结局指标：主要结局指标为隐形组和对照组治疗前后的头影测量有效数据，包括骨性指标和牙性指标。骨性指标包括：SNA，SNB，ANB，下颌平面角（MP-FH、MP-SN），下颌支长度（Co-Go），下颌体长度（Go-Pog）；牙性指标包括：上前牙角度（U1-SA、U1-NA），下前牙角度（L1-NB、L1-MP），覆盖（overjet，OJ）。4）研究类型：随机对照试验（randomized controlled trial，RCT），临床对照试验（clinical controlled trial，CCT）。

排除标准：1）同一批次患者数据多次发表或者患者数据在不同文献中交叉引用；2）综述、病例报告、动物实验、会议记录、材料学研究及其相关基础研究；3）文献为非对照研究。

1.2. 文献检索

检索数据库包括：PubMed、Web of Science、Embase、Cochrane Library、中国生物医学文摘数据库（CBM）、中国知网数据库、万方数据库、维普数据库。采用医学主题词、关键词及自由词结合的方式，语言限制为中文和英文，检索时间为2012年1月1日—2022年8月3日。中文检索词包括：安氏Ⅱ类、安氏Ⅱ类1分类、安氏Ⅱ类2分类、骨性Ⅱ类、下颌前导、隐形功能矫治器、隐形下颌前导矫治器、功能矫治器、Herbst矫治器、Twin-Block矫治器及其相关自由词。英文检索词包括：Angle class Ⅱ、Angle class Ⅱ division 1、Angle class Ⅱ division 2、skeletal class Ⅱ、mandibular advancement、appliance removable orthodontic、clear aligner appliances、functional orthodontic appliance、Herbst appliance、Twin-block appliance等。

1.3. 研究筛选

由2名研究员独立地对数据库检索到的文献进行检查，消除重复项后，通过阅读文献标题、摘要等方法进行初步筛选，剩余文献下载并阅读全文，按照纳入标准与排除标准进行进一步筛选，如遇意见不一致情况则寻求第三方意见，对研究员进行一致性检验，计算kappa值。如有需要，则通过电子邮件或者电话等方式联系论文初始作者，获取资料。文献基本信息提取内容包括：作者、出版年份、研究类型、性别、年龄、疗程、病例数量、干预（对照）措施、结局指标等。最后使用Revman 5.4与Stata 17.0软件对提取的有效数据进行归纳分析。

1.4. 质量评价

2名研究员分别采用非随机对照试验的质量评价工具ROBINS-I（The Risk of Bias in Non-randomized Studies of Interventions）对临床对照试验进行质量评价[13]。评价结果使用低风险、中风险、高风险、极高风险、不清楚表示。

1.5. 统计学分析

meta分析由2名研究员在Revman 5.4与Stata 17.0软件中分别进行以保证结果的准确率。连续性变量采用均数差（mean difference，MD）及其95%置信区间（confidence interval，CI）表示，I²用于评价异质性，若异质性较低或几乎不存在统计学异质性（P≥0.1，I²≤50%）采用固定效应模型进行meta分析；若存在中等程度统计学异质性（P<0.1，50%<I²<75%）则解释异质性来源，采用随机效应模型进行meta分析；若存在高度统计学异质性（P<0.1，I²≥75%），采用亚组分析以及meta回归，若无法判断异质性来源，则只进行描述性分析。逐一剔除研究进行敏感性分析，并绘制漏斗图检测发表偏移。

2. 结果

2.1. 数据检索和研究筛选

从数据库中检索共获得1 046篇文献（PubMed 188篇，Web of Science 449篇，Embase 162篇，Cochrane Library 59篇，CBM 101篇，中国知网17篇，万方数据库53篇，维普数据库17篇）；中国临床试验注册中心检索到1条注册记录，删除重复项后，剩下805篇。通过阅读标题与摘要排除782篇文献，然后对其余23篇文献的全文进行了更详细的评估。通过这种方式，最终确定了9篇文献[14]–[22]，文献筛选流程见图1。

图 1. 文献检索流程图.

Fig 1 Flow diagram

2.2. 纳入文献的基本特征

纳入9篇文献[14]–[22]，均为CCT，采用ROBINS-I进行质量评价，质量评价结果显示其3篇文献[14],[21]–[22]具有低偏倚风险，其他6篇文献[15]–[20]具有中等偏倚风险；隐适美MA与Twin-block矫治器对比研究7篇，时代天使A6与Twin-block矫治器对比研究1篇，隐适美MA与Forsus矫治器对比研究1篇；一共纳入283例患者，其中150例患者采用传统功能矫治器，133例患者采用隐形功能矫治器（表1）。

表 1. 纳入研究特征及偏倚风险评价.

Tab 1 Characteristics and risk of bias evaluation of included trials

作者	研究类型	平均年龄/岁	治疗时间/月	样本量	干预（对照）措施	结局指标	质量评价
陈雅莉[14]	CCT	T：10.26±1.10 C：11.12±1.45	10.97±1.01 11.57±0.70	7M/8F 9M/6F	隐适美MA Twin-block矫治器	SNA、SNB、ANB、SN/MP、L1-MP、U1-SN、Co-Go、Go-Pog	低风险
杜雨乐等[15]	CCT	T：12.6 C：13.1	- -	7M/4F 5M/6F	隐适美MA Twin-block矫治器	SNA、SNB、ANB、FH/MP、L1-NB、U1-SN、Co-Go、Go-Pog、OJ	中风险
孟耀等[16]	CCT	T：10-12 C：10-12	- -	10 10	隐适美MA Twin-block矫治器	SNA、SNB、ANB、FH/MP、L1-NB、U1-NA	中风险
Caruso等[17]	CCT	T：10±1.05 C：10±1.05	- -	5M/5F 5M/5F	隐适美MA Twin-block矫治器	SNA、SNB、ANB、FH/MP、L1-GoMe、U1-ANSPNS	中风险
杜欣[18]	CCT	T：10-14 C：10-14	- -	7M/7F 8M/7F	隐适美MA Twin-block矫治器	SNA、SNB、ANB、SN/Pg-MC、Ar-Go、Go-Gn、OJ	中风险
李阳等[19]	CCT	T：12.1±0.9 C：11.6±1.2	≥8.7 6~9	6M/4F 8M/4F	隐适美MA Forsus矫治器	SNA、SNB、ANB、SN/MP、L1-MP、U1-SN、OJ	中风险
刘潇等[20]	CCT	T：11.0±1.0 C：11.0±1.0	- -	17M/13F 15M/15F	隐适美MA Twin-block矫治器	SNA、SNB、ANB、SN/GoGn、U1-SN、OJ	中风险
吕亮[21]	CCT	T：11.33±1.49 C：11.31±1.25	17.92±4.27 17.00±7.23	5M/7F 9M/10F	隐适美MA Twin-block矫治器	SNA、SNB、ANB、SN/GoGn、L1-GoGn、U1-SN、Go-Me、OJ	低风险
于晓艺等[22]	CCT	T：11.5 C：11.1	11.1 10.9	8M/13F 18M/10F	时代天使A6 Twin-block矫治器	SNA、SNB、ANB、SN/MP、L1-MP、U1-SN、Ar-Go、Go-Gn、OJ	低风险

注：T：隐形组；C：对照组；M：男性；F：女性。

2.3. meta分析结果

2.3.1. 颌骨关系（SNA、SNB、ANB）

1）SNA。SNA为蝶鞍中心、鼻根点及上牙槽座点所构成的角，反映上颌相对于颅部的前后位置关系，该角偏大时上颌前突呈凸面型，反之上颌后缩呈凹面型。9篇文献[14]–[22]分析了治疗前后SNA变化，异质性检验（I²=70%）提示研究间存在中等异质性，采用随机效应模型进行分析，结果显示隐形组与对照组对于SNA的改变量差异无统计学意义［MD=−0.19，95%CI（−0.62，0.25），P=0.41］（图2）。

图 2. 颌骨关系变化的meta分析森林图.

Fig 2 Meta-analysis forest diagram of changes in interjaw relationship

2）SNB。SNB为蝶鞍中心、鼻根点及下牙槽座点所构成的角，反映下颌相对于颅部的前后位置关系，该角偏大时下颌前突，反之下颌后缩。9篇文献[14]–[22]分析了治疗前后SNB变化，异质性检验（I²=73%）提示研究间存在中等异质性，采用随机效应模型进行分析，结果显示隐形组与对照组对于SNB的改变量差异无统计学意义［MD=0.24，95%CI（−0.41，0.88），P=0.48］（图2）。

3）ANB。ANB为上牙槽座点、鼻根点与下牙槽座点构成的角，此角亦为SNA角与SNB角之差，反映上下颌骨对颅部的相互位置关系。9篇文献[14]–[22]分析了治疗前后ANB变化，异质性检验（I²=66%）提示研究间存在中等异质性，采用随机效应模型进行分析，结果显示隐形组与对照组对于ANB的改变量差异无统计学意义［MD=−0.19，95%CI（−0.66，0.28），P=0.43］（图2）。

2.3.2. 下颌骨测量指标

1）下颌平面角（MP-FH、MP-SN）。下颌平面角为下颌平面（MP）与眶耳平面（FH）的交角，也有下颌平面（MP）与颅底平面（SN）的交角代表下颌平面角，反映下颌体的陡度、面部的高度。9篇文献[14]–[22]分析了治疗前后下颌平面角变化，异质性检验（I²=65%）提示研究间存在中等异质性，采用随机效应模型进行分析，结果显示隐形组与对照组对于下颌平面角的改变量差异有统计学意义［MD=−0.90，95%CI（−1.53，−0.27），P=0.005］，合并2组治疗前后效应量，可知传统功能矫治器治疗前后下颌平面角增加［MD=0.86，95%CI（−0.09，1.82），P<0.1］，而隐形组治疗前后下颌平面角变化量差异无统计学意义［MD=−0.32，95%CI（−1.41，0.77），P>0.1］（图3）。

图 3. 下颌骨测量指标变化的Meta分析森林图.

Fig 3 Meta-analysis forest diagram of changes in mandibular measurement indicators

2）Co-Go。Co-Go为髁顶点到下颌角点之间的距离，反映下颌骨在垂直方向上的生长情况。4篇文献[14]–[15],[18],[22]分析了治疗前后下颌支长度变化，异质性检验（I²=0%）提示研究间不存在异质性，采用固定效应模型进行分析，结果显示隐形组与对照组对于下颌支长度的改变量差异有统计学意义［MD=−1.10，95%CI（−1.60，−0.60），P<0.000 1］（图3）。

3）下颌体长度（Go-Pog）。下颌体长度为下颌角的后下点到颏部最突点的距离，反映下颌骨在矢状方向上的生长情况。5篇文献[14]–[15],[18],[21]–[22]分析了治疗前后下颌体长度变化，异质性检验（I²=88%）提示研究间存在高度异质性，采用随机效应模型进行分析，结果显示隐形组与对照组对于下颌体长度的改变量差异无统计学意义［MD=0.45，95%CI（−0.80，1.71），P=0.48］（图3）。

2.3.3. 牙性指标

1）上前牙角度（U1-SN、U1-NA）。上前牙角度为上颌中切牙长轴与颅底平面（SN）相交的下内角，也有上颌中切牙长轴与鼻根点-上齿槽座点连线（NA）的交角代表上前牙角度，反映上颌切牙的倾斜度与突度。8篇文献[14]–[17], [19]–[22]分析了治疗前后上前牙角度变化（U1-SN，U1-NA），异质性检验（I²=69%）提示研究间存在中度异质性，根据下颌牙参考系对纳入样本区分亚组，分为颌骨参考组和NA参照组，采用随机效应模型进行分析，亚组间差别不具有统计学意义（P=0.23），最终结果显示隐形组与对照组对于上前牙角度的改变量差异无统计学意义［MD=−0.94，95%CI（−2.31，0.43），P=0.18］（图4）。

图 4. 牙性指标的组间比较的Meta分析森林图.

Fig 4 Meta-analysis forest diagram of changes in tooth

2）下前牙角度（L1-MP、L1-NB）。下前牙角度为下颌中切牙长轴与下颌平面（MP）相交的下内角，也有用下颌中切牙长轴与鼻根点-下齿槽座点连线（NB）的交角代表下前牙角度。7篇文献[14]–[17],[19],[21],[22]分析了治疗前后下前牙角度变化（L1-MP、L1-NB），异质性检验（I²=80%）提示研究间存在中度异质性，根据下颌牙参考系对纳入样本区分亚组，分为颌骨参考组和NB参照组。采用随机效应模型进行分析，亚组间差别具有统计学意义（P=0.02），最终结果显示隐形组与对照组对于下前牙角度的改变量差异有统计学意义［MD=−1.94，95%CI（−3.33，−0.56），P=0.006］。其中颌骨参考组［MD=−2.50，95%CI（−3.99，−1.01），P=0.001］，NB参考组［MD=−0.55，95%CI（−1.29，0.19），P=0.15］（图4）。

3）OJ。6篇文献[15],[18]–[22]分析了治疗前后OJ变化，异质性检验（I²=67%）提示研究间存在中度异质性，采用随机效应模型进行分析，结果显示隐形组与对照组对于OJ的改变量差异无统计学意义［MD=−0.42，95%CI（−1.30，0.46），P=0.35］（图4）。

2.4. 敏感性分析与发表偏倚

9篇文献[14]–[22]中所有结局指标进行敏感性分析与发表偏倚，敏感性分析未发现有对异质性影响较大的研究；选取9篇文献[14]–[22]的ANB数据进行发表偏倚检验并绘制漏斗图，对漏斗图进行对称性检验，结果提示不存在发表偏倚（图5）。

图 5. 漏斗图.

Fig 5 Funnel diagram

3. 讨论

功能矫治器治疗骨性Ⅱ类患者的疗效已经得到众多研究者的肯定[23]–[25]，尤其是在生长发育高峰期[26]。近些年来，研究者们一直在探究骨性Ⅱ类错畸形的机制与最佳解决方法[27]，同时隐形功能矫治器开始在临床中被使用，并且由于其舒适美观的特点，受到很多正畸医生和患者的青睐[9],[28]。这两种治疗方法都是基于倾斜斜面将下颌前伸到目标位置，随后神经肌肉适应该目标位置，从而促进下颌骨的生长发育和上下颌颌位关系的改变[2]。

纳入的9篇文献[14]–[22]报道了SNA、SNB、ANB治疗前后的改变情况，meta分析结果显示：两组间SNA（P=0.41）、SNB（P=0.48）、ANB（P=0.43）的差异无统计学意义，而且所有文献都提到隐形组治疗前后对比时SNB与ANB发生了明显改变。结合对Twin-block等功能矫治器的研究[24]–[25],[29]，证实了隐形功能矫治器在矫治骨性Ⅱ类错畸形时主要改变的是下颌骨位置和长度，而非上颌骨。

纳入的9篇文献[14]–[22]报道了下颌平面角的改变，结果显示两组间下颌平面角变化差异具有统计学意义（MD=−0.90，P=0.005）。进一步对比组内治疗前后下颌平面角变化发现：隐形组治疗前后下颌平面角未发生明显变化（P>0.1）；而对照组下颌平面角有所增加（MD=0.86，P<0.1），这可能与治疗过程中Twin-block矫治器会逐次少量降低垫使后牙建立咬合有关[2]。4篇文献[14]–[15],[18],[22]分析了两组下颌支长度变化，对照组下颌支生长量（Co-Go）比隐形组多1.10 mm（P<0.000 1），说明在促进下颌支生长发育上，对照组具有更加独特的优势。

有研究者认为这和两组矫治器的制作材料有关，Twin-block矫治器位于咬合平面的树脂垫比隐形矫治器的紧密翼托具有更高的强度[22]，所以Twin-block矫治器在诱导下颌升支生长方向上使咀嚼肌群受到足够牵拉刺激，最后促进髁突改建[30]，而隐形矫治器却不能提供足够的矫形力。所以隐形功能矫治器应用时可使用加强膜片或者树脂加强块以提升其锁结结构的强度。5篇文献[14]–[15],[18],[21]–[22]分析了治疗前后下颌体长度变化，差异不具有统计学意义（P=0.48），进一步肯定了隐形组矢状向具有前导下颌的治疗效果。

纳入的8篇文献报道了上前牙的位置变化，结果显示两组间上前牙角度变化的差异不具有统计学意义（P=0.18）。7篇文献分析了治疗前后下前牙角度变化，结果显示两组间下前牙角度变化的差异具有统计学意义［MD=−1.94，95%CI（−3.33，−0.56），P=0.006］，而其中颌骨为参照的亚组结果更为明显［MD=−2.50，95%CI（−3.99，−1.01），P=0.001］。前导下颌最大的不良反应在于下颌前牙唇倾[31]–[32]，这一变化既增加了矫治难度，也不利于面型的改善，甚至导致骨开裂、骨开窗的发生。而隐形功能矫治器正好克服了这一不良反应，治疗时还可采用下颌植入种植钉、前牙区唇侧空泡配合唇肌训练等方式抵抗下前牙唇倾。所以在下颌前牙控制上，隐形组具有其独特的优势。上颌前牙一般会受到下颌前导的反作用力，因此2组上前牙均会有一定程度的舌倾，这对于矫治安氏Ⅱ类1分类是有利的，但是对于安氏Ⅱ类2分类却会增加其矫治难度甚至导致骨开窗骨开裂。因此，在使用隐形功能矫治器时，可以针对安氏Ⅱ类1分类进行特殊的方案设计：推磨牙向后解除拥挤或者内收前牙；而针对安氏Ⅱ类2分类更应该注意设计唇展上前牙。6篇文献分析了治疗前后覆盖变化，结果显示覆盖变化不具有统计学意义（P=0.35）。

年龄被认为是影响矫治效果的一个重要因素，研究者们[26], [33]–[34]认为颌骨的生长发育高峰期是进行下颌前导的重要时机，这一时期也正是个体的生长发育高峰期（CS2-CS3）。纳入的9篇文献均选择了处于生长发育高峰期（10~14岁）的患者，避免了年龄对分析结果的影响。

此次研究共纳入283例患者，对头影测量的骨性指标和牙性指标进行meta分析，为临床中选择治疗方案与预测治疗结果提供依据。但是本研究也存在某些不足之处，比如：纳入研究以国内研究为主，其他地区的研究数据较缺乏，这种情况可能与国内隐形矫治器厂家为了产品推广从而支持多个作者进行相关研究有关，而国外仍然采用传统方法进行治疗，没有把隐形矫治器作为新的治疗手段进行比较；纳入研究全部都是CCT，这受限于正畸行业的特殊性，很难采用随机的方法给患者选择合适的矫治器。综上所述，还需要对隐形功能矫治器进行更加深入的研究，以求达到更加完美的矫治效果。

综上所述，本研究发现隐形组与对照组在治疗骨性Ⅱ类患者时，SNA、SNB、ANB、下颌体长度、上前牙角度、OJ等方面差异无统计学意义，从矢状向分析，隐形组可以达到与对照组相同的治疗效果。隐形组垂直向控制优于对照组（差值为0.90°），隐形组治疗前后下颌平面角无明显改变，更适合于高角、均角患者，也可用于低角患者。对照组治疗前后下颌平面角增加0.86°，适用于低角、均角患者，但可能会导致高角面型恶化。对照组下颌支生长量比隐形组多1.10 mm，原因是位于咬合平面的树脂垫比隐形矫治器的紧密翼托具有更高的强度，在临床中，隐形功能矫治器应当使用加强膜片或者树脂垫加强块以提升其锁结结构的强度。隐形组在抵抗下前牙唇倾时具有独特的优势，差值为1.94°，有利于面型的改善与二期矫治的进行，同时使用隐形功能矫治器时还可以采用下颌植入种植钉、前牙区唇侧空泡配合唇肌训练等方式抵抗下前牙唇倾。

Funding Statement

[基金项目] 吉林省自然科学基金（YDZJ202201ZYTS057）

Supported by: Natural Science Foundation of Jilin Province (YDZJ202201ZYTS057).