上颌扩展技术最早由正畸学之父Angell医师在1860年提出，他认为可通过矫形力打开腭中缝来矫治上颌横向发育不足，但由于易复发等原因一度受到质疑。1950年后，随着研究的进一步深入，学者们发现一定条件下的上颌扩弓是可行的。1990年后，正畸医师发现可通过扩弓解决拥挤，排齐牙列，从而避免了拔牙带来的问题，自此上颌扩展技术应用日趋广泛。

        上颌扩展技术常用于治疗上牙弓狭窄，上下牙弓宽度不协调，后牙区反牙合甚至反锁牙合，拥挤、颊廊较深、腭盖高拱。上颌扩展通过4种方式实现：牙齿移动、牙齿倾斜、牙槽骨弯曲和倾斜、腭中缝打开。常见的治疗方法有快速扩弓、慢速扩弓、微螺旋钉种植体辅助快速扩弓、外科手术辅助快速扩弓。医师可根据患者的年龄、错牙合畸形的类型及临床经验选择合适的治疗方法。近年来，由于人们对美观舒适的要求进一步提高，隐形矫治逐渐受到医师及患者的关注，并在扩弓方面效果显著。现对常用的扩弓技术及新兴的隐形扩弓技术予以综述。

        1.颌快速扩弓

        上颌快速扩弓是解决上颌横向发育不足的主要手段，可达到最小量的牙齿移动和最大量的骨移动。

        1.1骨性、牙性改变

        腭中缝随着生长发育逐渐从纤维性结合过渡为骨性结合。在形成骨性结合之前通过矫治力可打开腭中缝，扩大上颌宽度和牙弓周长。横断面观察上颌骨，腭中缝打开在前鼻嵴处最宽，向后逐渐缩窄，由前向后呈“V”形;冠状面观察为底在腭部，顶朝向额颌缝区的金字塔形;矢状方向观察，上颌骨出现向下、向前移位，由于上颌骨的向下、向前移动导致腭盖下降。

        至于上颌扩弓后，下颌骨宽度是否发生改变，学者们持不同观点：Wertz认为下颌宽度没有显著变化;Grassia等通过临床研究发现，上颌扩弓后下颌牙弓宽度有所增加，该研究认为可能由于尖窝关系，随着上颌扩大，下颌宽度有少量的适应性增长所致。Pereira等发现随着上颌骨向下、向前移动，下颌骨出现向下、向后移动趋势。

        上颌快速扩弓最明显改变是在中切牙间出现间隙，这通常是由于越隔纤维弹性回缩所致。中切牙间间隙大约为螺旋扩大器打开量的1/2，但这并不能作为腭中缝打开量的评价指标。由于颧支和翼板的阻力作用，上颌后牙区出现少量的整体移动的同时出现倾斜移动。上颌快速扩弓还可以增加鼻腔宽度从而改善呼吸，Izuka等研究发现快速扩弓后鼻腔前部和后部宽度均有2.8mm增加，生活质量问卷调查发现快速扩弓后正确的鼻呼吸可使生活质量增加。Bouserhal等发现上颌快速扩弓后鼻腔总体积增加了17%。Ramires等认为需要快速扩弓的患者多伴有口呼吸的不良习惯，通过改善鼻腔宽度可纠正不良习惯并提高呼吸系统对疾病的抵抗力。

        1.2临床应用

        上颌快速扩弓的适应证：①上颌横向发育不足(≥4mm)，并且上颌磨牙已经颊倾代偿;②骨性Ⅲ类反牙合患者常伴有上颌牙弓狭窄，可通过上颌快速扩弓加前方牵引治疗;③唇腭裂患者;④上颌轻、中度拥挤，可通过上颌快速扩弓增加颌骨及牙弓周长解决拥挤。

        上颌快速扩弓的禁忌证：①对于生长发育结束的患者，由于腭中缝形成牢固的骨性结合，单纯的扩弓无法打开腭中缝，需要手术辅助治疗;②前牙开牙合、高角、凸面型患者由于快速扩弓后下颌出现向下向后旋转趋势，使面型恶化，开牙合加重;③无法配合患者。对于上颌扩展时机，目前争论不一。

        Scott认为腭中缝生长自2～3岁开始，7岁结束。Baccetti等认为上颌快速扩弓最佳时机在青春生长发育高峰期前(12岁之前)。Bjork和Skieller通过种植钉发现上颌骨生长可持续到17岁。Lione等发现4～30岁患者腭中缝均有生长潜力。张晓芸认为上颌腭中缝完成骨性结合时间为20～25岁。需要注意的是学龄前儿童禁止快速扩弓，否则会出现鼻腔变形影响美观。目前认为在生长发育高峰期及前期进行上颌快速扩弓是比较合适的时机。

        上颌快速扩弓常用矫治器可分成牙支持式和牙-骨共同支持式。Hyrax矫治器是典型的牙支持式矫治器，在上颌第一磨牙和第一前磨牙上安放带环通过焊接杆将带环与螺旋扩弓器相连，打开螺旋扩弓器所产生的力量通过支抗牙传递到腭中缝，从而打开腭中缝。Hass矫治器是一种牙和骨共同支持式矫治器，由带环、焊接杆、塑料基托及螺旋扩弓器组成。

        黏结式扩弓矫治器将丙烯酸树脂包绕整个牙齿形成树脂盖帽直接黏结在牙齿上，它的优点在于可用于混合牙列，同时限制后牙颊倾和腭尖下垂并起到牙合垫作用。加力方式：每天加力2～4次，每次打开1/4圈，螺旋开大器打开量为0.5～1mm，连续1～3周，待上颌磨牙达到正常的覆盖后过矫治2～3mm，保持3～6个月。建议医师在治疗1周后拍摄X线片观察腭中缝是否分离，如未发现腭中缝分离则可能出现牙槽骨骨折或牙周损伤，应立即停止加力。

        上颌快速扩弓的螺旋开大器每打开1/4圈将产生2～5kg的力量，由于剩余负荷的存在每次打开螺旋开大器所产生的力值将会叠加，累积负载可超过9kg。由于使用重力可能导致患者疼痛不适，腭中缝创伤性分离，颞下颌关节微创伤，磨牙颊倾，前牙开牙合，复发，牙根吸收等并发症，需要医师给予关注。

        2.慢速扩弓

        慢速扩弓提供一个更柔和的生理力，有利于矫治后的稳定，减小复发。冶录平等认为慢速扩弓对组织损伤小，颊侧骨质厚度影响小，更符合生理特性，是一种更适合的扩弓方式。

        2.1牙性、骨性效应

        潘晓岗等认为慢速扩弓后上颌骨矢状向无明显前、下生长，仅有下颌平面角后下旋转。冠状面观察也无明显变化。横断面观察，与快速扩弓相同，由前向后呈三角形分离，切牙端打开量更大。张月兰等通过研究四眼圈簧的上颌扩弓效果认为慢速扩弓可以打开腭中缝，但牙齿倾斜移动大于整体移动，他认为决定因素为年龄，年龄越小骨性矫形效果越明显，这与Krebs研究一致。

        Frank和Engel通过四眼扩弓簧进行上颌扩弓发现腭中缝打开与磨牙间宽度比值为6∶1，即1mm的腭中缝打开，就有6mm的牙齿移动。牙性改变与快速扩弓不同的是中切牙间一般不会产生间隙。而与快速扩弓相同的是慢速扩弓也会出现牙弓宽度的增加，增加最大的位置为磨牙区。Corbridge等认为比较尖牙、双尖牙及磨牙宽度，磨牙间宽度增大最多，这可能与矫治器放置位置有关。

        Darsey等认为牙弓宽度在磨牙区最宽向前逐渐缩窄，张月兰等研究认为磨牙间宽度最大，但第一前磨牙间宽度大于第二前磨牙，尖牙间宽度变化最小。同样，无论快、慢速扩弓后牙颊倾均会发生。Bishara和Staley认为牙齿颊倾在整个扩弓中起到重要作用，对于上颌后牙舌倾或过于直立的患者可起到较理想效果。至于下颌是否发生适应性改变，Alves等通过系统性回顾发现，在混合牙列或恒牙列早期无论快速扩弓还是慢速扩弓后，下颌均会发生1mm左右的扩弓，可能与咬合关系有关。

        2.2临床应用

        对于慢速扩弓，在上颌施加10～20N的力量，每周打开1mm，加力2～3个月直到后牙建立正常覆牙合覆盖后过矫治2～3mm，保持3个月。一般通过慢速扩弓，上颌宽度可增加3.8～8.7mm。临床常用矫治器有W型扩弓矫治器、四圈扩弓簧、磁力扩弓矫治器、弹簧式扩弓器、镍钛扩弓器。

        3.微螺旋钉种植体辅助快速扩弓

        研究报道腭部发育6岁完成，腭中缝开始骨性结合时间女性14～15岁，男性15～16岁，而完全骨化在20～25岁。对于生长发育高峰期结束而腭中缝未完全骨性结合的患者，仅使用传统的快、慢速扩弓无法达到较好的骨性效应，可采用微螺旋钉种植体辅助快速扩弓。微螺钉辅助快速扩弓的设计形式不一，基本原理是通过固定在腭侧的种植体辅助螺旋扩弓器快速扩弓，将牙支抗转移为骨性支抗，减小牙齿的倾斜移动，最大限度打开腭中缝。每天打开1圈(0.25mm)，加力时间15～32d，直到后牙建立正常覆牙合覆盖，保持3～6个月。

        Lee等研究发现微螺旋钉种植体辅助快速扩弓在解决横向宽度不调的同时达到了最小化的牙齿移动和牙周损伤，而乔义强等的研究结果与Lee等一致。Jung等研究14例年轻成人上颌发育不足患者，认为微螺旋钉种植体辅助快速扩弓可以通过打开腭中缝解决上颌横向发育不足，上颌扩张呈金字塔状。骨性扩宽、牙槽骨改建、牙齿倾斜移动占上颌总扩张量的比例分别为37.0%、22.2%和40.7%，而牙齿颊倾可能导致颊侧牙槽骨厚度及高度的降低。

        潘虹海通过三维有限元分析发现腭种植体的数目与颅面复合体的应力和位移无关而与位置相关，越靠前相应的应力和位移越大。至于种植钉的位置大多数学者认为应位于腭中缝旁3mm处及牙槽嵴顶下方8mm的硬腭穹窿处。微螺旋钉种植体辅助快速扩弓的优点在于无基托，对黏膜刺激小，方法简单、便于操作、创伤小，易于维护 卫生。对于腭中缝未完全骨性结合的年轻成人效果明显。以打开腭中缝为主的上颌横向扩宽避免了牙齿颊倾导致的腭尖下垂引起下颌平面后下旋转及牙周损伤。缺点在于前牙区不适，黏膜溃疡坏死，腭中缝肿胀，种植钉植入不当导致的血管神经的损伤。

        4.外科手术辅助快速扩弓

        对于生长发育结束且腭中缝完全闭合的患者可使用外科手术辅助Hyrax或Hass矫治器快速扩弓的方法解决上颌横向发育不足的问题。

        手术适应证：①上颌骨横向发育严重不足患者;②扩弓量>7mm;③颊侧牙龈退缩，牙周情况较差的患者;④垂直生长型，不希望牙齿颊倾的患者;⑤正颌手术前治疗。

        常用术式：①单独的腭中缝骨切开术;②单独上颌骨侧方牙槽骨切开术;③腭中缝和侧方骨皮质切开术;④整个上颌连接离断(包括颧上颌连接、腭中缝、翼上颌连接)。外科手术辅助快速扩弓优点在于实现了最大化的骨性移动，最小化的牙齿倾斜移动。而缺点是手术创伤、术后疼痛、感染、黏膜溃疡坏死、神经血管损伤、费用高昂。

        5.无托槽隐形矫治

        无托槽隐形矫治技术是基于三维数字化牙牙合模型的建立、诊断、矫治方案的设计并通过计算机辅助制作出一系列透明活动矫治器，利用材料的回弹性逐步移动错位牙到预设的位置，每副矫治器移动0.25～0.33mm。Invisalign公司技师根据医师的要求设计出矫治过程的Clincheck动画，患者可通过Clincheck方案直观地看到矫治的整个过程及矫治结果。Invisalign矫治技术适应证为轻中度拥挤(1～6mm)，轻中度间隙(1～6mm)，非骨性牙弓狭窄，轻度复发后再矫治。可实现关闭间隙，排齐牙列，扩弓，推磨牙向远中等正畸牙移动，在扩弓方面效果显著。

        5.1无托槽隐形矫治器的扩弓效率

        无托槽隐形矫治器为慢速扩弓，与快速扩弓打开腭中缝不同，扩弓主要通过牙齿颊倾、位移和牙槽骨改建来实现。无托槽隐形矫治器有明显的扩弓效果，但与Clincheck方案有差异。Clincheck方案中牙齿的位置往往不能代表实际的牙齿移动，可通过牙齿移动效率来反映实际牙移动和预置牙移动的差异。Kravitz等的一项前瞻性研究发现，Invisalign矫治器平均牙齿移动精准度为41%。Simon等研究发现牙齿平均移动效率为59%。

        Pavoni等研究发现Invisalign矫治可使前磨牙及磨牙平均增宽0.45～0.50mm。Solano-Mendoza等认为Invisalign矫治器有明显的上颌扩弓效应，但与Clincheck方案设计比较差异有统计学意义。Houle等研究64例成年患者，发现Invisalign扩弓效率上颌为72.8%，下颌为87.7%。朱雯雯研究认为国产隐形矫治器可以治疗成人轻中度拥挤，上颌扩弓效率为(72.8±20.7)%。矫治器对牙齿的控根移动较差倾斜移动较好，且越靠近牙弓后段扩弓精确度越低。

        赵祥等研究31例上颌扩弓患者发现上颌第一前磨牙扩弓效率为70%，而第二磨牙扩弓效率为27%，由前向后逐渐减小。可能原因为牙弓呈马蹄形，远端游离对牙齿控制较弱加之磨牙根形粗大抵抗矫治力能力较强所致。

        5.2影响矫治效率相关因素

        隐形矫治器是通过弹性膜片变性后产生的回弹力实现正畸牙的移动。材料的厚度对牙齿移动的效率有一定影响。邢锐研究认为0.75mm的膜片较1.0mm的膜片有更大的应力，他发现Invisalign矫治器产生的矫治力与膜片厚度成正比，与形变成反比，0.75mm的膜片兼具弹性和刚性是比较适合的厚度。2013年，Aligng公司研发了一种新型材料SmartTrack，它是一种聚氨酯材料，具有较高的硬度和弹性模量，稍高的脆性和较强的抗蠕变性。与牙面更好的贴合，矫治力释放更缓慢持久。SmartTrack较传统隐形材料在牙齿移动如旋转、伸长控制效果更明显。

        矫治器佩戴时间也是一个重要因素。Align公司建议每副矫治器佩戴14d，每天至少佩戴20～22h。临床医师往往会根据临床经验将佩戴时间缩短，这样可能会导致矫治器的效果不能完全表达。Bollen等研究发现7d更换矫治器组与14d更换组矫治效果并无差异，但Clements等在此基础上继续这项研究，就先前病例的同行评估等级指数完成率打分发现相较于7d更换矫治器组，14d更换组的同行评估等级指数得分更高。

        Drake等发现大部分牙齿移动在前7d完成，但也有少部分牙齿未充分移动。该研究建议至少应10d更换一副矫治器。当然患者的依从性也是一个很重要的原因。为了实现牙齿的移动，往往需要使用附件。附件可以起到固位，辅助移动、辅助功能的作用。Simon等研究发现使用附件组较未使用附件组牙移动效率提高1.5%。赵祥等研究发现虽然双尖牙、磨牙安放传统附件与否和附件数目对扩弓效率无显著影响，但这可能由于包裹效果较好提供良好的矫治力所致，他提出对于牙冠短小的牙齿需要附件增强固位。扩弓量的多少也会影响矫治效率。

        有研究报道磨牙移动<2mm时，双尖牙区扩弓效率明显提高。提示使用无托槽隐形矫治器扩弓时无法达到磨牙大量增宽，减小扩弓预置量可以提高双尖牙区扩弓效率。在研究扩弓方式是否影响扩弓效率中发现分布扩弓和整体扩弓差异无统计学意义，可能原因是双侧后牙形成交互支抗。无托槽隐形矫治器在扩弓方面的优势在于虽然为慢速牙性扩弓，但能很好地控制牙齿颊舌向倾斜度。

        研究报道虽然扩弓后牙齿的颊倾大于预置值，但颊倾最大的磨牙仅增加3.1°，差异有统计学意义，但临床意义不明显。较传统的快速扩弓和自锁托槽扩弓，后牙颊倾度小的原因在于矫治器包裹牙冠颊舌向，限制颊向倾斜并在牙合方形成牙合垫起到轻微的压低作用，避免腭尖下垂。适用于安氏二类下颌后缩、高角的患者。缺点在于费用高昂，牙齿移动的生物学机制尚需进一步研究。

        6.结语

        上颌骨和上颌牙列的扩张可以通过多种方式完成。临床医师应结合自己的临床经验，根据患者不同的年龄和错牙合畸形的类型选择合适的扩弓方式。对于生长发育高峰前及生长发育高峰期的患者可使用慢速扩弓，力量柔和即能有效扩宽上颌骨，又不会使患者感觉明显的疼痛。对于生长发育高峰期即将结束的患者，可使用快速扩弓短时间内解决上颌骨横向宽度不足。

        对于生长发育高峰期结束而腭中缝未完全骨性结合的年轻成人可通过微螺旋钉种植体辅助快速扩弓的方法，解决上颌横向问题，避免手术风险。而对于生长发育完全结束的成人则需要手术辅助上颌快速扩弓的方法解决横向宽度不调。无托槽隐形矫治器无法解决骨性横向宽度不调的问题，主要通过牙齿倾斜、移位，牙槽骨改建，解决牙性牙弓狭窄、拥挤，从而排齐牙列。由于其美观、舒适、椅旁操作时间短等优势逐渐成为正畸界热点。随着矫治系统不断研发，隐形矫治已经可以解决越来越复杂的错牙合畸形，相信未来的隐形矫治技术一定能解决更多的临床问题，从而推动 正畸学迈向新的阶段。

        来源：刘琳,胡江天.上颌扩展技术的研究进展[J].医学综述,2018,24(09):1743-1748.