青少年矫正中扩弓器的应用及其上颌骨横向发育的影响研究

【摘要】目的探讨传统Hyrax扩弓器与骨性扩弓器（如MARPE）在青少年矫治中的应用差异，并评估其对上颌骨横向发育、牙弓宽度变化及上气道功能的影响，为临床正畸治疗中扩弓方式的选择与优化提供实证依据。方法取20名8—16岁上颌横向发育不足的青少年患者，随机分为Hyrax扩弓组与骨性扩弓组，各10人。所有受试者于扩弓前后接受CBCT影像检查，测量上颌骨宽度、尖牙与磨牙间距、鼻腔底宽度、最小咽气道横截面积等指标。同时记录扩弓完成时间、常见并发症发生情况及3个月复发情况。所有数据采用SPSS 26.0软件进行统计分析，比较两组间的差异。结果两组扩弓器均能有效增加上颌骨横向宽度与牙弓宽度，但骨性扩弓组在骨性扩张量（3.9±0.6mm）和磨牙间距增加（5.2±0.7mm）方面显著优于Hyrax组（2.6±0.7mm和4.5±0.9mm），P<0.05。鼻腔底宽度及最小气道面积改善亦更明显，提示其对气道通量具有积极作用。治疗周期方面，骨性扩弓组略长（26.4±2.6天vs 21.3±3.1天），但并发症发生率更低。3个月随访显示骨性扩弓组回缩率较低，咬合关系更为稳定。结论骨性扩弓器在青少年上颌横向发育干预中较传统Hyrax扩弓器更具骨性改建效果与长期稳定性，尤其适用于骨缝趋于闭合或需改善气道通量的患者。其在疗效、安全性与患者体验之间实现了较优平衡，建议在正畸临床中结合患者个体差异，优先考虑骨性扩弓干预路径，以提升治疗质量与功能重建水平。

【关键词】：青少年矫治；扩弓器；上颌骨横向发育；CBCT影像分析

在现代口腔正畸临床实践中青少年恒牙期的矫治已逐渐成为重要关注点，尤其是上颌横向发育不足问题的普遍，引起了广泛重视[1]。据《中国口腔健康发展报告（2022）》显示，约有30%以上青少年存在不同程度的牙弓狭窄、交叉咬合或上颌发育不足现象，且其中多数病例并未在混合牙列期及时干预，导致恒牙期后期治疗难度和成本显著增加[2]。相较于垂直向与矢状向问题更容易被医生与患者察觉，横向发育不足往往隐蔽性强，易被忽略[3]。临床研究表明，未被及时干预的上颌横向发育障碍会导致咬合紊乱、咀嚼功能下降、口呼吸及气道受限等一系列并发问题[4]。因此探究扩弓器在青少年矫正中的应用及其对上颌骨横向发育的影响，具有显著的临床价值与社会意义。

在矫正治疗中扩弓器是一类主要通过施加横向力量实现上颌骨扩张的装置[5]。传统的Hyrax扩弓器、Quad-Helix、以及近年来兴起的骨性支抗扩弓器（如MARPE）等类型各有其生物力学特点与适应范围[6]。扩弓治疗不仅可以增加牙弓宽度，更重要的是在适宜时机内诱导中腭缝分离，促进颌骨的骨性重建，达到改善咬合关系、增加气道通畅性和提升面下三分之一对称性的目的[7]。相比于仅依赖牙齿移动的矫治方式，扩弓器的介入能够同时实现骨性扩张与牙槽重构，从根本上优化上颌骨形态结构[8]。因此开展针对扩弓器矫治效果的实验研究势在必行。

1对象与方法

1.1一般资料

本研究以我院于2024年5月至2025年5月期间就诊的青少年患者为调查对象，选取具有明确上颌骨横向发育不足表现、需接受扩弓治疗的个体共20人。所有受试者年龄范围设定为8至16岁，覆盖上颌骨横向发育潜力较为活跃的阶段，以确保研究对青少年生长发育期扩弓干预的适用性与代表性。

纳入标准为：（1）上颌牙弓横径小于同龄正常均值1.5mm及以上，伴有一侧或双侧功能性交叉咬合，CBCT检查提示中腭缝结构发育不完全[9]；（2）处于恒牙列初建至完成阶段，尖牙及第一恒磨牙均萌出且位置相对稳定[10]；（3）心理状态稳定，能在家长监督下配合正畸治疗流程；（4）签署知情同意书并接受后续随访。为控制混杂变量。排除标准包括：（1）唇腭裂或其他先天性颌面畸形患者；（2）有正畸史或颌面外伤、手术治疗史者；（3）存在严重系统性疾病影响骨代谢的患者。

1.2调查工具

1.2.1锥形束计算机断层扫描（CBCT）影像系统

本研究采用锥形束计算机断层扫描作为主要影像学评估工具。扫描参数设置为90kV、8mA，体素大小为0.25mm，以确保图像精度。患者于扩弓器安装前（T0）和扩弓完成后（T1）分别接受CBCT扫描，两次扫描间隔时间控制在治疗结束后的1周内。

通过CBCT获取的数据将导入三维重建分析软件（Mimics Research），在标准头位基础上进行颅骨配准以保证前后影像对比的准确性。测量指标包括：①上颌骨宽度（腭顶间距、上颌第一磨牙腭根间距）；②牙弓宽度（尖牙间距、磨牙间距）；③鼻腔底部宽度及最小气道面积等参数。测量操作由两名具有资质的影像评估医师独立完成，测量重复一次，取平均值用于统计分析，以确保测量结果的客观性与可靠性。

1.2.2扩弓器临床矫治装置

本研究使用分别为传统Hyrax快速扩弓器和骨性支抗型上颌骨性扩弓器。Hyrax扩弓器采用金属支架与螺旋扩弓丝结构，借助牙齿固位，通过每日加力1/4圈方式实现快速扩弓，适用于中轻度骨性狭窄患者。其优点是操作简便、加力效率高，但对牙齿倾斜控制能力相对较弱。上颌骨性扩弓器结合微种植钉提供骨性支抗，扩张力直接作用于腭中缝，能更有效实现骨性分离，减少牙槽倾斜风险，适用于骨性发育潜力尚存但牙齿固位条件不足者。

装置由同一正畸医师设计与安装，确保其加力中心与腭缝对齐，并统一加力程序。治疗期间所有患者每日在相同时间由监护人协助进行加力，频率与幅度严格控制在研究方案设定范围内。医生每周定期复诊检查装置运行状态并调整必要参数，记录治疗过程中的异常反应或并发症，确保数据采集的完整性与治疗过程的标准化。

1.3统计学方法

本研究所获得的所有数据均使用SPSS 26.0统计分析软件进行处理与分析，主要统计方法包括描述性统计、配对样本t检验、独立样本t检验与方差分析（ANOVA）。

2结果

2.1两组患者一般资料比较

本研究共纳入20例8—16岁上颌骨横向发育不足患者，按扩弓器类型随机分为Hyrax扩弓器组（对照组）与上颌骨性扩弓器组（实验组），每组各10例。统计结果显示，两组患者在基本资料方面差异均无统计学意义（P>0.05），说明两组具有良好的可比性，可作为后续疗效比较的基础。

表1两组患者一般资料比较

2.2两组患者上颌骨横向骨性变化比较

通过CBCT三维重建影像测量扩弓前后患者的上颌骨横向骨性宽度，结果显示，两组在扩弓后均实现显著扩张，且骨性扩张幅度在上颌骨性扩弓器组更为明显。实验组（骨性扩弓器）中腭缝区域骨性分离平均达3.9±0.6mm，对照组（Hyrax）则为2.6±0.7mm，两组差异具有统计学意义（P<0.01），显示骨性扩弓器在实现真正骨骼扩张方面效果优于传统装置。

表2两组患者上颌骨横向骨性变化比较

2.4两组患者气道通量改善情况比较

CBCT影像分析结果显示扩弓治疗对上气道通量存在一定改善作用。上颌骨性扩弓组在鼻腔底部宽度与最小咽气道横截面积的扩张幅度明显优于Hyrax组，特别是在扩大鼻腔底部通道方面更具优势，有助于缓解张口呼吸与睡眠打鼾等临床症状。

表4两组患者气道通量改善情况比较

2.5两组患者治疗周期与并发症发生率比较

表5两组患者治疗周期与并发症发生率比较

2.6两组患者治疗后稳定性初步随访比较

表6两组患者治疗后稳定性初步随访比较

3讨论

3.1扩弓器对呼吸通道功能改善的潜在意义

本研究数据显示骨性扩弓组在鼻腔底部宽度与最小咽气道面积上的提升均显著优于Hyrax组（鼻腔底部扩张3.1mm vs 1.4mm，P<0.01），表明其对鼻腔通气阻力的减轻效果更为直接。该组部分患者自述夜间张口频率明显减少，呼吸顺畅感增强，进一步印证了扩弓对上气道功能改善的现实作用。这种结构性扩张有别于单纯药物或肌功能训练方法，属于“骨性路径改善气流通道”的本源性干预，特别适用于伴有轻中度阻塞型睡眠障碍的青少年患者。

3.2治疗效率与患者体验的双重权衡

Hyrax扩弓器因结构简单、激活方式便捷，扩弓时间相对较短，平均21.3天完成；而骨性扩弓器虽疗效显著，但因涉及微钉植入、术后反应、扩弓较缓，完成周期延至26.4天。表明骨性扩弓虽然操作侵入性更高，但其生物力学更为稳定，减少了因牙齿倾斜而产生的次生应激反应。此外患者反馈中骨性扩弓组在中后期佩戴体验更稳定、不适感较少，显示其在长期矫治中的体验优化潜力更大。

4小结

研究通过对两种扩弓器在青少年上颌横向发育中的应用进行对比分析，明确了骨性扩弓器在实现骨缝分离、增加上颌骨宽度、改善气道通量及提升咬合稳定性方面较传统Hyrax扩弓器更具优势。CBCT量化数据显示，骨性扩弓组在骨性扩张幅度、磨牙间距扩大及鼻腔底部拓宽方面均优于对照组，且治疗后的稳定性更强。尽管其治疗周期略长，但并发症更少，患者体验更稳定，具有良好的临床推广价值。本文从解剖结构、功能改善与治疗反应三维角度出发，揭示了扩弓器对上颌发育干预的作用机制，为高质量、个体化的青少年矫治策略提供了科学依据。

参考文献

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