20例混合牙列个别正常 儿童咬合力及咬合接触特点

Abstract

目的

对混合牙列儿童的咬合力和咬合接触进行测量分析，初步提供混合牙列个别正常 儿童咬合情况的基线数据。

方法

采用横断面研究，共纳入20例混合牙列个别正常 儿童，其中男童12例，女童8例，年龄在6.5~9.8岁。使用Dental Prescale Ⅱ咬合分析系统进行牙尖交错位时咬合力和咬合接触的测量，包括全牙列最大咬合力(N)及咬合接触面积(mm²)、左右双侧最大咬合力及咬合接触面积、平均咬合压强(MPa)、最大咬合压强(MPa)，并确定咬合力重心位置。对最大咬合力、平均咬合压强、咬合接触面积的性别差异进行分析，比较混合牙列个别正常 儿童咬合的双侧对称性，对咬合数据与年龄、身高、体质量、体重指数(body mass index, BMI)的相关性进行分析。

结果

(1) 20例混合牙列儿童在牙尖交错位时平均最大咬合力为(869.18±106.64) N，平均咬合接触面积为(25.19±2.89) mm²，平均咬合压强为(34.37±5.98) MPa，最大咬合压强中位数(P₂₅, P₇₅)为120(120, 120) MPa；(2)左右双侧在最大咬合力、咬合接触面积、平均咬合压强、最大咬合压强上差异无统计学意义(P>0.05)；(3)牙尖交错位时，12例男童和8例女童的平均咬合接触面积分别为(26.71±3.91) mm²和(21.62±3.08) mm²，平均最大咬合力分别为(911.92±145.05) N和(769.47± 116.45) N，差异有统计学意义(P < 0.05)，而平均咬合压强在男童和女童间差异无统计学意义(P>0.05)；(4)牙尖交错位时的最大咬合力与年龄呈弱相关(r=0.219，P=0.046)，与咬合接触面积呈极强的正相关(r=0.949，P < 0.001)，平均咬合压强、最大咬合压强、咬合接触面积与年龄、身高、体质量、BMI均无相关性；(5)20例混合牙列个别正常 儿童的咬合重心均位于磨牙区，最大咬合压强点有7例儿童仅位于第一恒磨牙区，有10例儿童在乳磨牙区和第一恒磨牙区均存在，有3例儿童仅位于乳磨牙区。

结论

混合牙列个别正常儿童在牙尖交错位时的最大咬合力、咬合接触面积、平均咬合压强、最大咬合压强双侧对称性良好；最大咬合力、咬合接触面积存在性别差异，男童大于女童；最大咬合力与咬合接触面积呈正相关。

咬合力大小及咬合接触分布是评估口腔生理功能的重要指标，通过测量儿童的咬合力和咬合接触情况，可以了解儿童口腔颌面部的生长发育情况。咬合力测量已在成人中进行了广泛的研究，结果显示年龄、性别、颅面形态、牙齿的牙周支持、颞下颌关节紊乱的症状和体征，以及牙齿状况等因素都可能会影响咬合力^[1-5]。北京大学口腔医院儿童口腔科2021年完成对乳牙列儿童咬合情况的研究，发现乳牙列、恒牙列之间咬合接触及咬合分布存在不同^[6]，但对混合牙列儿童咬合情况的研究报道较少^{[1, 3]}，混合牙列作为儿童生长发育的重要阶段，其咬合相关数据对儿童口腔健康管理具有重要意义。因此，本研究旨在利用Dental Prescale Ⅱ咬合分析系统对我国混合牙列儿童的咬合力和咬合接触进行测量分析，为混合牙列个别正常 儿童咬合情况提供初步的基线数据。

1. 资料与方法

1.1. 研究对象

选取2021年4月至2023年6月在北京大学口腔医院儿童口腔科招募的志愿儿童。纳入标准：(1)6~10岁健康儿童，上下颌中切牙及所有第一恒磨牙已完全萌出并建，侧方牙列乳牙未松动；(2)咬合关系为个别正常，磨牙关系为Ⅰ类，无明显错畸形，如牙齿扭转、牙列拥挤、反、开等；(3)全牙列牙齿无影响牙齿基本结构的龋坏、充填体，无形态发育异常；(4)牙列完整，无缺失牙；(5)颅颌系统功能正常，开口运动不受限，开口度正常，无开口型偏斜，无颞下颌关节疼痛弹响，无咀嚼肌压痛；(6)无影响牙齿及牙列生长发育的系统性或遗传性疾病；(7)全身健康，可配合取样，同时取得监护人知情同意。排除标准：(1)口内有预成冠或牙髓治疗后的牙齿；(2)有外伤牙；(3)有偏侧咀嚼、夜磨牙等口腔不良习惯；(4)有牙周病、口腔黏膜病；(5)有正畸治疗史。

本研究为横断面研究，已通过北京大学口腔医院生物医学伦理委员会的批准(批准号：PKUSSIRB-202057119)，所有受试者的监护人均已知情同意并签署知情同意书。

1.2. 测量工具及方法

1.2.1. 测量工具

采用Dental Prescale Ⅱ咬合分析系统(GC公司, 日本)，包括咬合力测定软片和咬合分析软件。

1.2.2. 测量方法

受试者直立坐于高度适合的椅子上，头部靠墙，大腿与地面平行，使其平面与地面平行。测量开始前，指导其练习牙尖交错位的咬合位置。将咬合力测定软片放入受试者口内，贴于上颌牙列面，并与平面平行，软片正中标志点正对上颌中切牙近中接触点，嘱受试者咬合至牙尖交错位，并以最大咬合力持续咬合3 s，完成测试后的软片在轻拭净唾液后，避光放置于4 ℃冰箱内，1周内完成数据读数。

1.2.3. 数据测量

使用Perfection V600 Photo型号扫描仪(Epson公司，日本)按照咬合分析软件标准流程进行咬合分析，获得咬合力及咬合接触分析图像，同时可观察到咬合重心位置及咬合平衡情况(图 1)，测得牙尖交错位时全牙列最大咬合力(N)及咬合接触面积(mm²)、左右双侧最大咬合力及咬合接触面积、平均咬合压强(MPa)、最大咬合压强(MPa)。通过咬合接触图像中的牙齿咬合接触点形态划分磨牙区及前牙区，选取磨牙区咬合接触点进行测量，获得磨牙区咬合力及咬合接触面积及其在全牙列的占比，并按此标准区分咬合力重心及最大咬合压强点所在位置，记录其位于前牙区或磨牙区(图 2)。由一名儿童口腔科中级职称医师及一名高级职称医师分别对前牙区及磨牙区进行划分，并测量磨牙区的最大咬合力和咬合接触面积，取平均值。按照每5 MPa为一压强区段，从直方图中可以观察到所有咬合接触点中占咬合面积最大的压强区段(图 3)，以及最大咬合压强点占咬合面积的比例(图 4)。

图 1.

牙尖交错位咬合力及咬合接触图像

Occlusal force and contact image at intercuspal position

The red arrow points to the occlusal contact point; the green arrow points to the center of occlusal force; and the yellow arrow points to the color bar that represents the occlusal balance condition, if it is within the green range, it represents the standard occlusal balance range; if it is within the yellow range, it indicates a slight deviation from the standard; if it is within the red range, it signifies a significant deviation from the standard balance. R, right; L, left.

图 2.

磨牙区咬合情况的测量

Measurement of occlusion conditions in the molar region

The occlusal contact points in the molar region were selected for measurement (white occlusal contact points within the frame). R, right; L, left.

图 3.

所有咬合接触点中占咬合面积最大的压强区段

Occlusal pressure segment in which the occlusal contact points cover the largest area of the occlusal contact

A, the occlusal contact area and percentage of each pressure zone, for one patient, the zone with the highest proportion of total occlusal area was the 20 MPa segment; B, the distribution of occlusal points in the 20 MPa segment for the patient (green dots represent occlusal contact points), showing a widespread and even distribution in both the anterior and molar regions. R, right; L, left.

图 4.

咬合接触点中的最大咬合压强点

Point with maximum occlusal pressure among all the occlusal contact points

A, indicates that the one patient’ s maximum occlusal pressure zone was 120 MPa, with an occlusal contact area of 0.56 mm², accounting for 1.6% of the total occlusal area; B, show the distribution of the maximum occlusal pressure points (green occlusal contact points). R, right; L, left.

1.3. 统计学分析

采集记录所有纳入儿童的基本信息，包括性别、年龄、身高、体质量，计算体重指数(body mass index, BMI)。所有儿童基本信息及咬合测量所得数据使用Excel 2019进行录入，统计分析使用SPSS 27.0软件。使用K-S检验及Levene检验验证数据的正态性及方差齐性，符合正态分布的计量资料以x±s表示，不符合正态分布的计量资料以中位数(四分位数)[M(P₂₅，P₇₅)]表示。对混合牙列个别正常儿童的最大咬合力及咬合接触情况等进行描述性统计，使用独立样本t检验比较最大咬合力、咬合接触面积、平均咬合压强的性别差异，采用配对样本Wilcoxon秩检验比较双侧对称性，采用Pearson相关性检验对年龄、身高、体质量、BMI与咬合接触面积(mm²)、最大咬合力(N)、平均咬合压强(MPa)、最大咬合压强(MPa)进行相关性分析。检验水平为双侧α=0.05。

2. 结果

共收集混合牙列个别正常儿童24例，按照第1.2.2小节中的测量方法进行咬合力测量，最终能够配合完成咬合力测量、纳入咬合分析的共20例儿童，年龄6.5~9.8岁，其中男童12例，平均年龄(8.4±1.1)岁，平均体质量(27.9±4.82) kg，平均身高(127.69±7.82) cm，平均BMI(17.1±0.3) kg/m²；女童8例，平均年龄(8.2±0.7)岁，平均体质量(25.3±3.62) kg，平均身高(125.1±8.22) cm，平均BMI(16.2±0.4) kg/m²。年龄、BMI的性别间差异无统计学意义(P>0.05)，但男童身高、体质量高于女童，差异有统计学意义(P < 0.05)。

20例儿童在牙尖交错位时的平均最大咬合力为(869.18±106.64) N，范围256.7~1 693.9 N，咬合接触面积为(25.19±2.89) mm²，范围7.9~53.9 mm²。磨牙区咬合接触面积占全牙列比为84.5%±1.8%，磨牙区咬合力占全牙列比为87.7%±1.4%。平均咬合压强为(34.37±5.98) MPa，范围23.1~46.4 MPa，最大咬合压强中位数(四分位数)[M(P₂₅，P₇₅)]为120(120, 120) MPa，范围46.5~120.0 MPa，最大咬合压强点的咬合接触面积占总咬合接触面积的比例中位数(四分位数)[M(P₂₅，P₇₅)]为2%(1%，3%)。20例儿童中有19例咬合接触点占咬合面积最大的压强区段为20 MPa，该区段咬合接触面积占总咬合接触面积的比例为19%~47%，平均为33%±1.6%，另1例儿童占咬合面积最大的压强区段为15 MPa，该区段咬合接触面积占总咬合接触面积的比例为32%。

20例儿童中，有3例儿童的咬合平衡为略偏离标准范围，17例为标准咬合平衡范围。左右两侧咬合数据显示双侧差异无统计学意义(P>0.05，表 1)。

表 1.

混合牙列个别正常儿童咬合对称性

Symmetry of occlusion in individual normal mixed dentition children

Items	Occlusal contact area/mm2	Average occlusal pressure/MPa	Maximum occlusal pressure/MPa	Maximum occlusal force/N
All data were presented with [M(P25，P75)].
Right (n=20)	11.20 (7.30, 17.40)	34.60 (31.00, 39.45)	120.00 (109.65, 120.00)	430.00 (239.50, 529.78)
Left (n=20)	11.05 (7.60, 15.37)	34.20 (28.65, 38.95)	120.00 (95.67, 120.00)	350.00 (223.98, 598.98)
Z	-0.467	-0.971	-1.014	-0.784
P	0.641	0.332	0.310	0.433

在20例儿童中，有7例儿童的最大咬合压强点仅位于第一恒磨牙区，其中3例年龄在7.5~8.5岁，4例儿童年龄9~10岁；有3例儿童的最大咬合压强点仅位于乳磨牙区，其中2例年龄6.5~7岁，另1例为9岁；有10例儿童的最大咬合压强点在乳磨牙区和第一恒磨牙区均存在，其中6例年龄7~8岁，4例8~9.5岁。除2例儿童外，其余儿童在切牙区均有咬合接触。所有儿童的咬合重心均位于磨牙区。

各项咬合力及咬合接触的性别差异对比见表 2，男童在牙尖交错位时的咬合接触面积及最大咬合力均大于女童。

表 2.

混合牙列个别正常儿童咬合数据的性别对比

Gender comparison of occlusion data in individual normal mixed dentition children

Items	Male(n=12)	Female(n=8)	t	P
All data were presented with x±s.
Occlusal contact area/mm2	26.71±3.91	21.62±3.08	2.570	0.012
Average occlusal pressure/MPa	33.93±6.66	35.40±4.34	-0.494	0.627
Maximum occlusal force/N	911.92±145.05	769.47±116.45	3.341	0.001

牙尖交错位时的最大咬合力与年龄呈弱相关(r=0.219，P=0.046)，同时与咬合接触面积呈极强的正相关(r=0.949，P < 0.001)，但其他咬合数据与年龄、身高、体质量、BMI均无相关性(表 3)。

表 3.

咬合数据与年龄、身高、体质量、BMI的相关性

Correlation of occlusion data with age, height, weight, and BMI

Items	Occlusal contact area			Average occlusal pressure			Maximum occlusal pressure			Maximum occlusal force
	r	P		r	P		r	P		r	P
BMI，body mass index.
Age	0.184	0.095		0.133	0.230		0.017	0.876		0.219	0.046
Height	0.063	0.574		0.029	0.794		0.022	0.841		0.071	0.524
Weight	-0.002	0.987		0.042	0.705		0.005	0.962		0.023	0.835
BMI	0.143	0.196		0.271	0.301		0.362	0.100		0.382	0.615

3. 讨论

Dental Prescale Ⅱ咬合分析系统是一种常用的咬合力分析系统，其测试用软片内含有可产生颜色的微胶囊。在不同咬合压力下，释放的发色剂与显色剂反应产生不同的显色浓度。通过软件分析可对显色浓度进行识别，解析为咬合力、咬合接触面积和压强等，该系统不仅可测量全牙列咬合数据，还可对每一个咬合接触点进行测量，并进一步测量某一区域咬合情况或某一咬合压强范围的咬合接触点分布情况，研究显示，其测量结果具有较高的准确性，且测试片柔软、区分不同型号，可更好地适应儿童的牙弓大小，同时不易受唾液及口腔温度影响，采样结果可长期保存，已广泛应用于不同年龄阶段人群正畸、修复的咬合研究^[7-9]。

本研究的研究对象为上下颌中切牙及所有第一恒磨牙已完全萌出并建、侧方牙列乳牙未松动的儿童，即混合牙列早期的儿童，这一阶段是从乳牙列向混合牙列的过渡期，随着第一恒磨牙的萌出和切牙的替换，口内牙齿数量、牙弓长度和宽度及形态等均会发生较大的变化，因此，推测咬合力及咬合接触也可能会较乳牙列有所改变，但查阅文献目前未见我国混合牙列个别正常儿童咬合力的相关报道，国外仅有少量关于混合牙列儿童咬合力的研究^[10-12]，由于在不同人种间牙、、颅面形态与发育特点都有着一定差异，其研究结果仅可作为参考，因此，本研究进行了横断面的初步研究，测量了混合牙列早期个别正常儿童牙尖交错位时的最大咬合力、咬合接触面积、平均咬合压强及最大咬合压强，结果显示各项数值所测得范围均较宽，最大咬合力范围为256.7~1 693.9 N，咬合接触面积范围为7.9~53.9 mm²，平均咬合压强范围为23.1~46.4 MPa，最大咬合压强范围为46.5~120.0 MPa，说明咬合力及咬合接触的个体差异性较大，可能与面型、牙弓形态、咀嚼肌功能、牙周膜潜力等相关。

在我国以往的研究中，杜小沛等^[13]曾使用Dental PrescaleⅡ咬合分析系统对混合牙列儿童的最大咬合力进行了研究，结果显示男童咬合接触面积和最大咬合力为(18.1±5.3) mm²和(712.2±151) N，女童为(14.1±3.3) mm²和(541.8±100.4) N，但该研究的数据信息较少，仅包含全牙列最大咬合力及咬合接触面积，同时，其纳入标准并未严格要求为个别正常儿童，而牙弓形态、面型等可能会影响咀嚼肌功能，并进一步影响咬合接触状态及咬合力，因此，该研究不能代表混合牙列正常人群咬合情况的基线数据。在国外的混合牙列相关研究中，多采用便携式咬合力测试仪和传统力计的方式，同时多数仅测量了磨牙区的咬合力情况，如Owais等^[1]采用传统力计测量混合牙列早期儿童的第二乳磨牙和第一恒磨牙区域的最大咬合力为(289.28±102.41) N，Castelo等^[3]测量混合牙列儿童磨牙区咬合力，结果显示最大咬合力为(333.02± 44.18) N，本研究所测得磨牙区咬合力相对Owais等^[1]及Castelo等^[3]所测得数值较大。测量工具也会影响咬合力及咬合面积的测量数据，研究显示，使用压力感应膜的咬合力系统高于传统测量方法记录的咬合力，因为与具有临床咬合接触的牙齿相比，采用这种压力感应膜会有更多的牙齿被评估为承载咬合力^[14]。

多个研究显示，牙列阶段是影响最大咬合力的重要因素。Sonnesen等^[15]报道了7~13岁儿童最大咬合力与牙齿萌出数量之间存在正相关，Mutt等^[10]研究了乳牙列、混合牙列、恒牙列时期儿童的最大咬合力，显示最大咬合力与牙列阶段呈正相关，这可能与不同牙列阶段牙齿萌出数量及咬合接触点数量不同有关。Castelo等^[3]对14例儿童分别在其乳牙列和混合牙列早期(第一恒磨牙和中切牙萌出)阶段进行咬合力测量，并使用超声评估咀嚼肌厚度，结果显示，混合牙列较乳牙列最大咬合力及咬肌厚度均显著增加，且统计结果显示咬肌厚度的增加和牙列阶段的变化是导致咬合力变化的重要因素，最大咬合力与牙列阶段之间的正相关关系可能与咀嚼系统的发育、咀嚼肌的成熟以及不同牙列阶段咀嚼效率的提高有关。石伟华等^[6]同样采用Dental Prescale Ⅱ咬合分析系统对我国乳牙列个别正常牙尖交错位咬合接触进行了研究，得到乳牙列时期儿童最大咬合力为(567.40±223.84) N，咬合接触面积为(18.56±6.54) mm²，均明显低于本研究中混合牙列儿童的测量值。本研究结果显示，最大咬合力的大小与咬合接触面积呈极强的正相关，混合牙列早期最大咬合力的明显增加可能与第一恒磨牙萌出、咬合接触面积明显增加有关。

本研究显示年龄与最大咬合力之间呈弱相关，两者之间的关系各个研究所得结果有所不同，这可能与不同研究所纳入研究对象的年龄分布有关。如石伟华等^[6]对3~5岁乳牙列儿童的研究显示，年龄与最大咬合力之间无相关性，而Kamegai等^[16]研究结果则显示，3~14岁儿童最大咬合力随年龄增加而显著增加，Owais等^[1]研究显示从乳牙列后期至恒牙列最大咬合力也随年龄增加而显著增加，这可能是因为研究对象的年龄跨度较大，其牙列阶段发生改变而导致最大咬合力的变化。

多数研究结果提示最大咬合力的大小与性别相关，在各个牙列男童最大咬合力均高于女童^{[2, 12, 17-19]}，本研究结果与这些研究结果一致，混合牙列儿童男童的最大咬合力及咬合接触面积均高于女童。同时，多个研究显示，男性的牙齿在三维尺寸上大于女性^[20-22]，这就意味着男性可能有更多的咬合接触面积，从而导致咬合力的差异。本研究表明儿童最大咬合力与身高、体质量不相关。关于咬合力与身高、体质量的关系，目前研究所得结果尚无统一结论^{[1, 3]}，其原因可能在于颌面部骨骼、肌肉发育的快慢，后天环境对于儿童咬合习惯的影响等因素可能会削弱身高、体质量对于咬合力的影响。

本研究结果显示，混合牙列儿童的咬合最大压强点均位于磨牙区，且多数位于第一恒磨牙上，Prabahar等^[12]使用T-Scan系统对于9~12岁混合牙列儿童咀嚼肌活动和咬合力进行分析，结果也显示最大咬合力位于第一恒磨牙上。本研究还初步发现，在年龄相对较小、第一恒磨牙建立咬合的初期，最大咬合压强点更倾向于位于乳磨牙区，而随着年龄增大，第一恒磨牙的咬合关系更加稳定后，最大咬合压强点位置逐渐向第一恒磨牙区域过渡，这可能是由于第一恒磨牙相对乳磨牙来说牙根更为粗壮，同时它与颌骨在解剖关系上能形成颧突支柱，各咀嚼肌的力作用点也与该牙牙根比较接近。本研究结果显示，混合牙列儿童的咬合力重心均位于磨牙区，磨牙区咬合接触面积占全牙列的84.5%±1.8%，最大咬合力占全牙列比为87.7%±1.4%，这与乳牙列及恒牙列的研究^{[6, 23]}类似，这也提示了磨牙区是咀嚼活动的重要功能区，是关系稳定的关键。本研究显示，混合牙列咬合接触点中占咬合接触面积最多的咬合压强区段为20 MPa，约占咬合接触面积的33%±1.6%，均匀分布于整个牙列，且咬合力、咬合接触双侧对称，这也是混合牙列个别正常儿童能够达到稳定、平衡的咬合关系的一个基础。

本研究对混合牙列个别正常儿童的最大咬合力、咬合力接触面积、平均咬合压强、最大咬合压强等数据进行测量和分析，初步为我国混合牙列儿童的咬合情况提供基线生理数据。但本研究也存在一定的局限性，相对于成年受试者，儿童的配合度相对较低，即使已对受试儿童进行培训和模拟咬合后再进行采样，仍出现了未咬合至牙尖交错位情况，同时压敏片的轻微位移会导致显色斑块的面积比实际咬合接触面积偏大，测量数据出现误差，后续将有赖于扩大样本量来减少误差的产生。