- Email: [email protected]
Traitement orthodontique assisté par piézocision et combiné à une régénération alvéolaire minimallement invasive : validation du concept
ORTHO 329 1-13 Ó 2018 CEO Published by / E´dite´ par Elsevier Masson SAS All rights reserved / Tous droits re´serve´s
Original Article Article original
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision Traitement orthodontique assiste a` une re ge ne ration alve olaire et combine minimallement invasive : validation du concept Carole Charaveta,e,*, Geoffrey Leclouxb, Annick Bruwiera, Bart Vandenberghec, Michel Le Galld, France Lambertb,e a
Department of orthodontics and Dentofacial Orthopedics, University Hospital of Liege, Liege, Belgium b Department of periodontology and oral surgery, University Hospital of Liege, Liege, Belgium c Medical imaging, Advimago, center for advanced oral imaging, Brussels, Belgium d Department of orthodontics and Dentofacial Orthopedics, University Hospital of Marseille, 13385 Marseille, France e Dental biomaterials research unit, University Hospital of Liege, Liege, Belgium Available online: XXX / Disponible en ligne : XXX
Summary
sume Re
Background: Piezocision is a localised piezoelectric alveolar decortication involving minimally invasive corticotomies to accelerate orthodontic treatments. The objective of this proofof-concept was to describe an innovative protocol combining selective piezocision with minimally invasive bone regeneration to reduce the risk of buccal tissue dehiscences often observed in orthodontic treatments. This proof-of-concept initial report aimed at investigating whether this new surgical concept is relevant.
Contexte : La piezocision est une decortication alveolaire ee a` l’aide d’un piezotome realis impliquant des corticotomies erer les traitements orthodontiques. mini-invasives pour accel Le but de cette validite de concept etait de decrire un proto cole innovant associant une piezocision selective avec une en eration reg osseuse mini-invasive afin de reduire le risque lors de dehiscence des tissus vestibulaires souvent observee des traitements orthodontiques. Ce cas clinique avait pour objectif de rechercher si ce nouveau concept chirurgical etait pertinent. Materiels et methodes : Un patient presentant une classe II dentaire asymetrique, des encombrements, une deviation des milieux et des dehiscences osseuses vestibulaires dans la e traite avec cette nouvelle region incisive mandibulaire a et approche therapeutique.
Materials and methods: A patient presenting an asymmetrical dental class II, overcrowdings, midline deviations and buccal bone dehiscences in the lower incisor region was treated with this new treatment approach.
* Correspondence and reprints / Correspondance et tires a` part : Carole Charavet, Service d’orthodontie et orthopedie dento-faciale, polyclinique Brull, quai Godefroid-Kurth 45, 4020 Liege, Belgium. e-mail address / Adresse e-mail : [email protected] (Carole Charavet)
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13 http://dx.doi.org/10.1016/j.ortho.2018.09.021
1
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
Ó 2018 CEO. Published by Elsevier Masson SAS. All rights reserved
Resultats : Du point de vue orthodontique, la classe II den e taire, les encombrements, et les lignes medianes ont et Du point de vue parodontal, nous n’avons totalement corriges. observe aucune recession gingivale ; cependant, les cica erement trices dues a` la piezocision etaient leg visibles a` la et postoperatoire mandibule. L’imagerie prea confirme l’absence de dehiscences osseuses. Et durant les 3 ans qui e ont suivi la fin du traitement, aucune recidive n’a et observee. e plusieurs Conclusion : Cette nouvelle approche a sugger ^ avantages et pourrait etre approfondie a` une plus grande efices echelle afin de valider ses ben et de definir la portee de l’intervention. Ó 2018 CEO. E´dite´ par Elsevier Masson SAS. Tous droits re´serve´s
Key-words
s Mots-cle
Results: From an orthodontic point of view, the dental class II, the overcrowdings and the midlines were completely corrected. From a periodontal perspective, no gingival recession was observed; however, scars related to the piezocision were slightly visible at the mandible. The pre- and post-imaging demonstrated the absence of bone dehiscences. Up to 3 years after the completion of the treatment, no relapse was observed. Conclusion: This novel approach suggested several advantages and may be further investigated at a larger scale in order to validate the benefits and to define the scope of intervention.
·· ·· ·
Piezocision. Adult orthodontic treatment. Biomaterials. Piezosurgery. Bone regeneration.
·· ·· ·
zocision. Pie Orthodontie adulte. riaux. Biomate zochirurgie. Pie ge ne ration osseuse. Re
Introduction
Introduction
Orthodontics is increasingly considered for adult patients. However, the treatment time remains a limitation and surgical techniques such as corticotomies are prescribed to accelerate the orthodontic treatments [1–3]. These procedures prove to be effective in reducing the overall treatment time but they require large flap openings and invasive bone osteotomies, leading to potential postoperative morbidity and discomfort for the patient.
quente chez l’adulte. L’orthodontie est de plus en plus fre e du traitement demeure une contrainte, Cependant, la dure et certaines techniques chirurgicales telles que les corticole rer les traitements [1–3]. tomies sont prescrites pour acce duction du temps Ces techniques sont efficaces dans la re rent la re alisation de de traitement global, mais elles requie otomies invasives, susceptible larges lambeaux et des oste ne rer une morbidite postope ratoire et un inconfort pour de ge le patient. duire le traumatisme et augmenter l’acceptation du Pour re une approche sans patient, certains auteurs ont propose zocision implique des microlambeau : la chirurgie par pie cortication incisions et de petites corticotomies [4,5]. Cette de e induit un processus de de mine ralisation–remine ralocalise crit comme e tant le phe nome ne acce le rateur lisation de gional (PAR), qui est caracte rise par une augmentation du re rale turnover osseux et une diminution de la composante mine dique [6–8]. Cette de l’os, bien connu dans le domaine orthope te valide e dans une e tude sur des animaux [9] et approche a e montre sa capacite a` re duire le temps de traitement dans a de tudes cliniques [10–12]. des e rature est controverse e [13–17]. L’une des complicaLa litte s un traitement orthodontique est la tions majeures apre cession gingivale, surtout au niveau des incisives mandibure laires ou des canines maxillaires, et en particulier lorsque la s fine ou lorsqu’il existe corticale osseuse vestibulaire est tre hiscences. De plus, me ^me avant le traitement orthodes de dontique, et en particulier chez les patients de classe I [18], les
To decrease the trauma and increase patient acceptance, some authors have proposed a flapless approach: the piezocision surgery involves micro-incision and small corticotomies [4,5]. This localised decortication induces a demineralisation-remineralisation process described as the regional acceleratory phenomenon (RAP), which is characterised by an increase in bone turnover and a decrease in the mineral content of the bone, initially explicated in the orthopaedic field [6–8]. This approach was validated in an animal study [9] and proved to reduce treatment time in clinical studies [10–12]. The literature is controversial [13–17]. One of the major complications after orthodontic treatment is gingival recession, mostly in the mandibular incisors or maxillary canines region and especially when the buccal bone plate is very thin or when dehiscences are present. Furthermore, even before orthodontic treatment, and especially in class I patients [18], alveolar defects are common findings. Evangelista et al. [18] showed on
2
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
cone-beam computer tomography that dehiscences and fenestrations were, respectively, associated with class I and class II patients with no previous orthodontic treatment in 51.09% of all teeth and 36.51%. The piezocision technique could offer the possibility to perform hard and soft tissue regeneration simultaneously, using a tunneling approach, and therefore could correct gingival recessions and bone deficiencies prior to orthodontic treatment. The result would improve the periodontium strength [19,20].
The present proof-of-concept described an innovative protocol of piezocision, combined with alveolar bone regeneration to correct a unilateral class II malocclusion presenting buccal bone deficiencies in the lower front.
fauts alve olaires sont fre quemment observe s. Evangelista de en tomographie assiste e par ordinateur et al. [18] ont montre hiscences et les fenestrations e taient associe es que les de chez des patients de classe I et de classe II, en l’absence de alable, respectivement sur traitement orthodontique pre 51,09 % et 36,51 % de toutes les dents. La technique par zocision pourrait offrir la possibilite de re aliser une pie ge ne ration des tissus durs et mous simultane ment, a` l’aide re d’une approche par tunnelisation, permettant ainsi de corriger cessions gingivales et les de ficiences osseuses avant de les re sultat pourrait commencer le traitement orthodontique. Le re liorer la re sistance du parodonte [19,20]. ame sente de monstration clinique de faisabilite de crit un Cette pre zocision innovante, associe e a` une protocole de pie ge ne ration de l’os alve olaire pour corriger une malocclusion re rale pre sentant des de hiscences osseuses de classe II unilate gion ante rieure mandibulaire. vestibulaires dans la re
Proof-of-concept report
Cas clinique de la validation du concept
Diagnosis and aetiology
tiologie Diagnostic et e
A 20-year-old woman was seen at the orthodontic department at the university of Liege, with as chief complaint aesthetically compromised and misaligned teeth. She wanted a second opinion after the first orthodontist recommended orthodontic treatment involving orthognathic surgery to correct the malocclusion. She wanted to explore the alternative options in order to avoid orthognathic surgery. Her dental history included regular dental visits and third molars extraction. She was in good general health, the periodontium was healthy and oral hygiene was excellent. However, the buccal soft tissues at the lower front were extremely thin and the root convexities were highly visible. Facial examination showed that a normal soft tissue profile and dental analysis revealed an asymmetrical class II: the molars and the canines had a 3.5 mm and 4 mm class II relationship, respectively, on the right and class I on the left with a 3.5 mm overjet and 5 mm overbite. Space analyses showed an overcrowding of 1.5 mm at the maxilla and a overcrowding of 3 mm at the mandible. The lower midline was deviated 2.5 mm to the right while the upper midline was correct (fig. 1). An extra-oral lateral skull projection radiograph and a computed tomography (CT) scan at 0.6 mm slice thickness and 130 kV (H90s kernel) (Somatom Emotion 16, Siemens Healthcare GmbH, Germany) were acquired for further orthodontic diagnosis. The clinically visible buccal bone dehiscences in the region between #33 and #43 were confirmed on the 3D slices (figs. 2 and 3).
^ge e de 20 ans a e te examine e dans le Une patiente a partement d’orthodontie de l’universite de Lie ge, avec pour de tique et un de faut motif de consultation une mauvaise esthe me avis d’alignement dentaires. Elle souhaitait un deuxie s un premier qui indiquait pour traiter sa malocclusion apre un protocole ortho-chirurgical. Elle voulait connaıˆtre les alterviter la chirurgie orthognathique. Ses natives afin d’e ce dents dentaires indiquaient des visites re gulie res chez ante mes molaires. Elle e tait en le dentiste et l’avulsion des troisie ge ne rale, son parodonte e tait sain et son hygie ne bonne sante buccale excellente. Cependant, les tissus mous vestibulaires gion ante rieure mandibulaire e taient extre ^ mement fins de la re s visibles. L’examen facial monet les contours radiculaires tre normal et l’analyse dentaire re ve le une tre un profil cutane trique a` droite : les molaires et les canines classe II asyme sentent une relation de classe II de 3,5 et 4 mm, respectipre vement, et une classe I a` gauche avec un surplomb horizontal de 3,5 mm et une supraclusion de 5 mm. L’analyse d’arcades montre un encombrement de 1,5 mm au maxillaire et un diane encombrement de 3 mm a` la mandibule. La ligne me rieure est de vie e de 2,5 mm a` droite alors que la ligne infe diane supe rieure est correcte (fig. 1). Une te le radiographie me de profil et un scanner avec des coupes de 0,6 mm paisseur et de 130 kiloVolts (algorithme H90s kernel) d’e (Somatom Emotion 16, Siemens Healthcare GmbH, te re alise s pour approfondir le diagnostic Allemagne) ont e hiscences vestibulaires cliniquement orthodontique. Les de gion situe e entre les dents 33 et 43 ont visibles dans la re te confirme es sur les coupes 3D (fig. 2 et 3). e
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
3
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
[(Fig._1)TD$IG]
Fig. 1: Intraoral frontal photograph (pre-treatment). traitement). Fig. 1 : Photographie frontale intrabuccale (pre
Treatment objectives
rapeutiques Objectifs the
The goal of this treatment was to achieve a class I dental relationship, to correct the midline position, to release overcrowdings in both arches and to open the deep bite. In addition, the objective was to avoid buccal gingival recession and the increase of buccal bone deficiencies in the lower front.
tait d’obtenir une classe I dentaire, de Le but de ce traitement e dianes, les encombrements des deux corriger les lignes me tait d’e viter des arcades et la supraclusion. De plus, l’objectif e cessions gingivales et l’aggravation des de hiscences re rieure mandibulaire. osseuses vestibulaires dans la zone ante
Treatment alternatives
rapeutiques Alternatives the
The following treatment options were considered and discussed with the patient: — orthodontic treatment assisted by orthognathic surgery;
Because the patient wanted to avoid orthognathic surgery, she chose the third option.
rapeutiques suivantes ont e te propose es et Les options the es avec la patiente : discute a` une chirurgie — un traitement orthodontique associe orthognathique ; — un compromis de traitement orthodontique sans chirurgie te informe e des e ventuels orthognathique. La patiente a e cueils dans la correction des milieux et du surplomb e horizontal ; zocision mandi— une approche innovante associant une pie lective et une re ge ne ration osseuse alve olaire bulaire se riaux. La pie zocision serait re alise e pour a` l’aide de biomate placer de fa¸con cible e les dents mandibulaires afin de corde trique. La re ge ne ration riger la classe II dentaire asyme te planifie e pour e largir l’enveloppe osseuse et osseuse a e augmenter le support parodontal. que la patiente voulait e viter la chirurgie orthogEtant donne me option. nathique, elle a choisi la troisie
Orthodontic procedure
Traitement orthodontique
Damon self-ligating systems (Ormco Corporation, Division of Sybron, Orange, CA) were used. Ceramic anterior brackets were placed from #13 to #23 and metal brackets were positioned in the posterior region. The bonding method (TransbondÔ Plus, 3M Unitek, St Paul, Minnesota, USA) was applied according to the manufacturer’s instructions, and 0.014-in copper-nickel-titanium Damon arch forms were placed in both maxillae. The strategy to correct the asymmetrical dental class II and the deep bite was to combine palatal bites plates on #11 and #21 and place asymmetrical class II
me autoligaturant de Damon (Ormco Corporation, Le syste te utilise avec des Division of Sybron, Orange, CA). a e ramique dans la partie ante rieure de l’arcade et attaches ce talliques dans la re gion poste rieure. La techdes attaches me nique de collage (TransbondÔ Plus, 3M Unitek, St Paul, te applique e selon les recommanMinnesota, Etats-Unis) ae te re alise avec des arcs dations du fabricant, et l’alignement a e Damon cuivre-nickel-titane 0,014 aux deux arcades. La gie pour corriger la classe II dentaire asyme trique et la strate tait d’associer des plans de morsure palatins supraclusion e lastiques asyme triques de classe II en sur 11 et 21 et des e
— a compromise of orthodontic treatment without orthognathic surgery. Patient was informed of possible discrepancies (midline and residual overjet); — innovative approach combining selective mandibular piezocision and alveolar bone regeneration using biomaterials. The piezocision would be performed in order to move preferentially mandibular teeth to correct the asymmetrical dental class II. Bone regeneration was planned to expand the bony envelope and increase periodontal support.
4
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
[(Fig._2)TD$IG]
Fig. 2: Buccal alveolar bone height measurements (CEJ-crest) on the sagittal reformatted slices for all lower incisors. a: pre-treatment CT scan; b: post-treatment CT scan. Alveolar bone width measurements of the lower right canine at crestal level, 3 mm below and 6 mm below the crest.c: pre-treatment datasets; d: post-treatment datasets. olaire (JEC-cre ^ te) sur les coupes sagittales Fig. 2 : Mesures vestibulaires de la hauteur de l’os alve es pour toutes les incisives infe rieures. reformate traitement ; a : scanner de pre b : scanner de post-traitement. olaire pour la canine mandibulaire droite au niveau crestal, a` 3 mm Les mesures de la largeur de l’os alve ^ te. en dessous et a` 6 mm en dessous de la cre es en pre traitement ; c : ensemble de donne es en post-traitement. d : ensemble de donne
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
5
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
[(Fig._3)TD$IG]
Fig. 3: Registered pre- and post-CT volumes (cropped from canine to canine) with different segmentation areas. From left to right: entire jaw, crestal to 3 mm below the crest, 3 mm below the crest to 6 mm below and crestal to 6 mm below. The green shows the bone gain after treatment and the red the bone loss (or changes), showing thus an overall remodeling. s sur les scanners de pre - et post-traitement (recadre s de canine a` canine) Fig. 3 : Volumes enregistre rentes zones de segmentation. De gauche a` droite : la ma ^ choire entie re, a` 3 mm sous le niveau avec diffe s traitement et en rouge la perte crestal, et a` 6 mm sous le niveau crestal. En vert : le gain osseux apre osseuse (ou les changements), indiquant ainsi un remodelage global.
elastics in triangles to mesialise and close the created posterior open bite.
sialer et fermer la be ance poste rieure ainsi triangle pour me e e. cre
Piezocision surgical procedure
zocision Technique chirurgicale de pie
The surgery was performed one week after the placement of the orthodontic appliance. The surgical protocol was performed as described by Dibart et al. [4]. The patient received local anaesthesia in the mandibular arch and vertical interproximal incisions were made below the interdental papillae in the midline, from the mesial aspect of each canine and in between each of the posterior lower teeth. The periosteum was then released to create two subperiosteal envelopes connecting the vertical incisions (fig. 4). Thereafter, corticotomies were performed in the region of the incisions with a piezotome (Acteon, Merignac, France) and the envelopes were filled with a beta tricalcium phosphate, a resorbable biomaterial (R.T.R., Septodont, Lancaster, US), to thicken the buccal bone plate (fig. 5). Resorbable 5-0 sutures were used to close the flaps (fig. 6). The patient was advised to take paracetamol only if painful, to use a mouthwash (chlorhexidine 0.2% Perio-Aid, Dentaid Benelux, Houten, Netherlands) and to brush carefully for 10 days. No surgery was performed at the maxilla.
te re alise e une semaine apre s la pose de La chirurgie a e l’appareillage orthodontique. Le protocole chirurgical suivi a te de crit par Dibart et al. [4]. La patiente a re¸cu une e sie locale a` l’arcade mandibulaire et des incisions anesthe te re alise es sous les papilles verticales interproximales ont e diane, les faces proximales interdentaires sur la ligne me siales des canines et entre chacune des dents mandibume rieures. Le pe rioste a ensuite re¸cu une incision de laires poste ration pour cre er deux enveloppes sous-pe rioste es reliant libe te les incisions verticales (fig. 4). Puis, les corticotomies ont e es dans la zone des incisions avec un pie zotome effectue te (Acteon, Merignac, France), et les enveloppes ont e es avec du phosphate tricalcique be ^ta qui est un comble riau re sorbable (R.T.R., Septodont, Lancaster, biomate paissir la corticale osseuse vestibulaire Etats-Unis) pour e des sutures re sorbables 5-0 pour (fig. 5). Nous avons utilise fermer les lambeaux (fig. 6). La patiente a re¸cu l’instruction de tamol qu’en cas de douleurs, d’utiliser un ne prendre du parace
6
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
[(Fig._4)TD$IG]
Fig. 4: The periosteum was then released in order to create 2 subperiosteal envelopes connecting the incision together. rioste a ensuite e te incise pour cre er 2 enveloppes sous-pe rioste es se reliant au niveau de Fig. 4 : Le pe l’incision.
[(Fig._5)TD$IG]
Fig. 5: The envelopes were filled with a resorbable biomaterial (R.T.R., Septodont, Lancaster, US) in order to thicken the buccal bone plate. te comble es avec un biomate riau re sorbable (R.T.R., Septodont, Lancaster, Fig. 5 : Les enveloppes ont e paissir la corticale osseuse vestibulaire. Etats-Unis) de fa¸con a e
[(Fig._6)TD$IG]
Fig. 6: Resorbable 5-0 sutures were used to close the flaps. sorbables 5-0 ont e te utilise es pour fermer les lambeaux. Fig. 6 : Des sutures re
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
7
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
bain de bouche (Chlorhexidine 0,2 % Perio-Aid, Dentaid caution Benelux, Houten, Pays-Bas), et de brosser avec pre te re alise e au durant 10 jours. Aucune chirurgie n’a e maxillaire.
Treatment progress
Progression du traitement
The patient reported using only two 500 mg tablets of paracetamol after the surgery. No swelling, bruising or severe discomfort was observed after the surgical procedure. The dynamics of the orthodontic treatment was as follows: 0.018in, 0.014 0.025-in and 0.018 0.025-in copper-nickeltitanium archwires were used for alignment, whereas 0.019 0.025-in stainless steel archwires and then 0.019 0.025 titanium molybdenum alloy (TMA) archwires were used for fine-tunings. As recommended for piezocisionassisted orthodontic treatment, the patient was recalled every two weeks until class II correction was achieved. The patient was asked to wear the elastic 24 hours a day until the complete class II correction was achieved and then 16 hours out of 24 h until the end of the treatment for stabilisation.
qu’elle n’avait pris que deux comprime s La patiente a indique tamol apre s la chirurgie. Aucun phe nome ne de parace me, ecchymose ou inconfort majeur n’a e te observe d’œde s la chirurgie. La dynamique du traitement orthodontique apre te la suivante : d’abord l’alignement re alise avec des arcs ae 0,018-in, 0,014 0,025-in et 0,018 0,025-in en copper e avec des arcs nickel-titanium, puis l’intercuspidation finalise ne en acier 0,019 0,025-in, puis en alliage titane molybde TMA 0,019 0,025-in. Selon les recommandations des pros par pie zocision, la patiente a tocoles orthodontiques assiste te re¸cue en consultation toutes les deux semaines jusqu’a` e l’obtention de la correction de la classe II. Le port des lastiques e tait de 24 heures sur 24 jusqu’a` la correction e te de la classe II, puis 16 heures sur 24 jusqu’a` la fin comple du traitement pour la stabilisation. ` la fin du traitement, les appareils ont e te de pose s et des A te prises pour placer des contentions fixes empreintes ont e rieures maxillaire et mandibulaire. De dans les zones ante res e taient a` porter la nuit aux deux arcades. plus, des gouttie te prescrit a` la patiente pour e valuer les chanUn scanner a e ge ne re e. Les changements obtenus au niveau de la zone re olaire dans la re gion ante rieure mandibugements de l’os alve te mesure s en pre - et postope ratoire, en reformatant laire ont e triques prises le long les coupes orthogonales tomodensitome du grand axe sagittal, coronaire et axial de chaque dent. Une cise du niveau osseux vestibulaire (coupe sagitmesure pre olaire – au tale) et trois mesures de la largeur de l’os alve ^ te et a` 6 mm de la cre ^ te (coupe niveau crestal, a` 3 mm de la cre te effectue es pour chaque dent. De plus, les axiales) – ont e te analyse es a` l’aide d’une plateforme images du scanner ont e die e avec un logiciel de traitement d’image (MeVisLab, de MeVis Medical Solutions AG, Bremen, Allemagne), dans - et post-traitement ont e te superpose s lequel les volumes pre a` l’aide d’un recalage rigide d’images 3D. Une segmentation te suivie en utilisant une re gion se semi-automatique a e veloppant avec le me ^me point de de part et la me ^me valeur de de seuil pour les deux balayages et avec un algorithme de s de remplissage de trous pour obtenir des volumes segmente e dans la re gion frontale mandibulaire. l’image recadre
After the treatment was completed, the appliances were removed and impressions were taken to place fixed retainers in the upper and lower anterior regions. In addition, removable night retainers were provided for both jaws. 3D imaging was prescribed for the patient to evaluate the changes in alveolar bone dimensions in the regenerated area. Measurements of the alveolar bone changes in the lower front region on pre- and post-treatment CT volumes were done by reformatting the orthogonal slices along the sagittal, coronal and axial length-axes of each individual tooth. A strict vestibular bone-level measurement (sagittal slice) and three alveolar bone width measurements at the crestal level, 3 mm from the crest and 6 mm from the crest (axial slices), were performed per individual tooth. In addition, CT images were analysed by using a dedicated platform with image-processing software (MeVisLab, MeVis Medical Solutions AG, Bremen, Germany) where pre- and post-treatment volumes were superposed using rigid image registration. Semiautomatic segmentation, using region growing with the same seed-point and threshold value for both scans, was followed with a hole-filling algorithm to obtain segmented volumes of the cropped image in the lower front region.
Treatment result
sultat du traitement Re
From an orthodontic point of view, the asymmetrical dental class II, the maxillary and mandibular overcrowdings as well as the upper and lower midlines were completely corrected (fig. 7), resulting in an overall treatment time of 20 months.
D’un point de vue orthodontique, la classe II dentaire asyme trique, les encombrements maxillaire et mandibulaire, ainsi te totalement corrige s (fig. 7). La correcque les milieux ont e e apre s 5 mois. tion de la classe II s’est termine
8
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
Up to 3 years after the completion of the treatment, no relapse was observed and periodontal problem or root resorptions were not detected. From a periodontal point of view, no gingival recession was observed; however, scars related to the piezocision were slightly visible at the mandible. The 2D measurements of the alveolar bone levels on the sagittal slices through the length-axes of the teeth, showed a decrease for the canines ( 3.7 mm) and laterals ( 2.3 mm), but a slight increase for the centrals (2.3 mm). Analysis of the axial bone widths revealed mostly an increase in buccolingual dimensions, but this seemed to be especially true for the measurements at 3 and 6 mm from the alveolar crest (Table I). The 3D segmented volumes of the superposed datasets showed an overall slight increase in bone volume, with a bit more gain in the crestal region (0–3 mm) compared to the lower 3 to 6 mm region (figs. 2 and 3; Table II).
` 3 ans apre s traitement, aucune re cidive, ni proble me paroA sorption radiculaire n’ont e te de tecte s. dontal ou re cession gingivale D’un point de vue parodontal, si aucune re es a` la pie zocision e taient n’est apparue, des cicatrices lie ge rement visibles a` la mandibule. le olaire sur les coupes Les mesures 2D du niveau de l’os alve une sagittales a` travers les grands axes des dents ont montre duction pour les canines de 3,7 mm et pour les late rales re ge re augmentation pour les de 2,3 mm, mais aussi une le centrales (2,3 mm). L’analyse des largeurs osseuses axiales ve le une augmentation des dimensions vestibuont surtout re rement vrai pour les lolinguales, mais cela semblait particulie es a` 3 et 6 mm de la cre ^ te alve olaire mesures effectue s en 3D des se ries de (Tableau I). Les volumes segmente es superpose es montrent une le ge re augmentation glodonne bale du volume osseux, avec un tout petit peu plus de gain gion crestale (0–3 mm) compare e aux 3 a` 6 mm dans la re es dans la re gion mandibulaire (fig. 2 et 3, enregistre Tableau II).
Discussion
Discussion
Class II malocclusion is a recurrently encountered problem in orthodontic patients and the treatment is still challenging for orthodontists, especially in the adult patient. As this case showed, a new innovative protocol using selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with alveolar bone regeneration appeared successful to correct this asymmetrical dental class II. The minimally invasive treatment plan achieved excellent occlusal and facial results.
me re current chez La malocclusion de classe II est un proble les patients orthodontiques, et le traitement demeure complexe pour les orthodontistes, en particulier chez le patient adulte sans croissance. Comme l’illustre ce cas clin ique, le protocole utilisant un traitement orthodontique assiste zocision et combine a` une re ge ne ration osseuse par la pie olaire semble capable de corriger avec succe s la classe alve
[(Fig._7)TD$IG]
Fig. 7: Intraoral frontal photograph (post-treatment). Fig. 7 : Photographie frontale intrabuccale (post-traitement).
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
9
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
Table I
Tableau I
Alveolar bone width measurement on the axial slices prior to and after orthodontic treatment, at the crestal level, at 3 mm and at 6 mm below the crest.
olaire sur les coupes axiales Mesure de la largeur de l’os alve s le traitement orthodontique, au niveau crestal, a` avant et apre ^ te. 3 mm en dessous, et a` 6 mm en dessous de la cre
43
42
41
31
32
33
Crestal
9.17
7.34
6.55
6.55
7.34
9.44
3 mm below / 3 mm sous
8.65
7.6
6.29
6.29
7.6
9.17
6 mm below / 6 mm sous
7.34
7.08
7.09
7.07
7.08
7.86
Crestal
9.38
7.35
6.45
6.45
7.62
9.13
3 mm below / 3 mm sous
9.08
7.64
7.03
7.03
7.91
8.79
6 mm below / 6 mm sous
8.5
7.96
7.62
7.62
7.91
8.21
Pre (mm) / Pre (mm)
Post (mm) / Post (mm)
Applying a piezocision at the maxilla and a second piezocision at the mandible could have been relevant once the class I was achieved to reduce the duration of the fine-tuning phase.
trique. Le traitement mini-invasif a permis II dentaire asyme sultats au niveau occlusal et facial. d’obtenir d’excellents re s de cette nouvelle approche de pend du planning de Le succe zocision. Comme l’ont de crit certains auteurs, les oste ola pie alise es de fa¸con se lective autour des dents tomies sont re placer, alors que les dents servant d’ancrage ne sont a` de zocision [21]. Les oste otomies pas soumises a` la pie sion osseuse localise e et un processus entraıˆnent une le nome ne acce le rateur inflammatoire connu sous le nom de phe gional (PAR) qui augmente le turnover osseux alve olaire et re ral de l’os [22,23]. Dans ce cas, la diminue le contenu mine zocision a contribue a` faciliter la correction de la classe II pie placement des dents mandibulaire dentaire en favorisant le de et un ancrage au maxillaire. zocision au maxillaire et une deuxie me L’application de la pie zocision a` la mandibule auraient pu e ^tre pertinentes une pie e pour re duire la dure e de la phase de fois la classe I corrige
Table II
Tableau II
The success of this new approach depends on the planning of the piezocision. As described by some authors, the osteotomies were made selectively around the teeth requiring movement while the anchoring teeth were not subjected to piezocision [21]. The osteotomies lead to a localised bone injury and inflammation process called the regional acceleratory phenomenon (RAP) increasing the bone turnover and decreasing the mineral content of the bone [22,23]. In this case, selective mandibular piezocision contributed to easing the correction of the dental class II by promoting the movement at the mandible and an anchorage at the maxilla.
3D volumetric measurements of the segmented superposed volumes (pre- and post-orthodontic treatment, cropped from canine to canine region), of the entire jaw, the 0–3 mm, the 3– 6 mm and the 0–6 mm region.
Segmented volume / Volume segmente Pre (mm ) / Pre (mm ) 3
3
triques 3D des volumes segmente s Mesures volume s (pre - et post-traitement orthodontique, et superpose s dans la re gion de canine a` canine) : pour toute la recadre ^choire, pour la re gion de 0–3 mm, pour la re gion de 3– ma gion de 0–6 mm. 6 mm, et pour la re
Overall / Global
0–3 mm
3–6 mm
0–6 mm
12232.06
1288.37
1465.23
2638.33
3
12414.34 182.28
1429.94 141.57
1607.86 142.64
2910.84 272.51
Fraction gain (in %) / Pourcentage de gain (%)
1.49
10.99
9.73
10.33
3
Post (mm ) / Post (mm ) Difference (mm3) / Difference (mm3)
10
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
However, in this particular case, on the one hand, the reduction of treatment time was not the main objective, and, on the other hand, the high smile line was considered as a contraindication for piezocision at the upper jaw. Indeed, previous data emphasised residual gingival scars in 50% of the cases [12]. The use of class II elastic or the resolution of the overcrowding by labial tipping of mandibular incisors often leads to a dentoalveolar effect [24], buccal bone dehiscence and soft tissues recessions as consequence. Furthermore, in this present proof-of-concept, the baseline CT emphasised existing buccal bone dehiscence in the regions of #33 and #43 and was therefore considered as a risk factor for recessions. The bone augmentation technique associated with the lower front piezocision allowed a thickening of the buccal bone and seemed appropriate to prevent the aggravation of the bone dehiscence and the apparition of recessions. Indeed, matching of the preand post-treatment CT scans emphasised an increase of the buccal bone, especially in the cervical region of the lateral incisors and canines. This approach was already described as successful when combined with corticotomy-facilitated orthodontic using bone grafting [25]. In this case, this surgical protocol was successful in reaching a proper occlusion and prevention of hard and soft tissue discrepancies.
Although this case of selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with alveolar bone regeneration seems promising, further research should be considered to validate such an approach and define the scope of intervention.
finition. Cependant, dans ce cas particulier, d’une part, la duction du temps de traitement n’e tait pas l’objectif principal, re tait conside re e et d’autre part, la ligne de sourire haute e zocision au maxillaire. comme une contre-indication pour la pie es pre ce dentes ont souligne des cicatrices En effet, des donne siduelles dans 50 % des cas [12]. gingivales re lastiques de classe II ou la correction de L’utilisation d’e l’encombrement par version vestibulaire des incisives mandiolaire bulaires entraıˆne souvent un effet parasite dentoalve quence de le te re une de hiscence de [24], avec comme conse cessions gingivales. Par ailleurs, l’os vestibulaire et des re tude, le scanner de de part a souligne l’existence dans cette e hiscence osseuse vestibulaire dans les re gions des d’une de te analyse e comme un facteur canines 33 et 43, qui a donc e cessions. La technique d’augmentation de risque de re e a` la pie zocision dans la re gion mandibulaire osseuse associe rieure a permis un e paississement de l’os vestibulaire et a ante approprie e pour pre venir l’aggravation de la semble hiscence osseuse et l’apparition de re cessions gingivales. de - et postope ratoires En effet, la comparaison des scanners pre indiquait une augmentation de l’os vestibulaire, en particulier gion cervicale des incisives late rales et des canines. dans la re ja` e te de crite avec succe s lorsqu’on Cette approche a de e par corticotomie en utilil’associe a` une orthodontie assiste sent, ce protosant une greffe osseuse [25]. Dans le cas pre te mene avec succe s en obtenant une cole chirurgical a e venant la perte des tissus durs et bonne occlusion et en pre mous. par une Bien que ce cas de traitement orthodontique assiste zocision se lective associe e a` une re ge ne ration de l’os pie olaire semble prometteuse, il faudrait entreprendre de alve plus amples recherches afin de valider une telle approche et finir la porte e de l’intervention. de
Conclusion
Conclusion
This innovative multidisciplinary approach involving piezocision and minimally invasive alveolar bone regeneration seems to be relevant and may represent a new therapeutic tool to reduce the risk of buccal tissue and bone dehiscences often observed in orthodontic treatments.
Cette approche innovante multidisciplinaire impliquant la zocision et une re ge ne ration mini-invasive de l’os alve olaire pie ^tre pertinente et peut repre senter un nouvel outil semble e rapeutique pour re duire le risque de de hiscences vestibuthe es lors des laires des tissus durs et mous souvent observe traitements orthodontiques.
Source of funding statement
Source de financement
This case report was self-funded by the authors and their institutions.
te autofinance par les auteurs et Ce rapport de cas clinique a e leurs institutions.
Disclosure of interest
claration de liens d’inte re ^ts De
The authors declare that they have no competing interest.
clarent ne pas avoir de liens d’inte re ^ ts. Les auteurs de
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
11
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
Acknowledgement The authors would like to acknowledge the contribution of Maria Orellana Valvekens for writing advice and Jean-Claude Bernard for the fine-tunings in the present work.
Remerciements Les auteurs souhaitent remercier Maria Orellana Valvekens daction et Jean-Claude Bernard pour la pour ses conseils de re finalisation de ce travail.
References/References 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.
12
Kole H. Surgical operations on the alveolar ridge to correct occlusal abnormalities. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1959;12:277–88. Kole H. Surgical operations on the alveolar ridge to correct occlusal abnormalities. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1959;12:413–20. Kole H. Surgical operations on the alveolar ridge to correct occlusal abnormalities. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1959;12:515–29. Dibart S, Sebaoun JD, Surmenian J. Piezocision: a minimally invasive, periodontally accelerated orthodontic tooth movement procedure. Compend Contin Educ Dent 2009;30:342–4 [6, 348–50]. Dibart S, Surmenian J, Sebaoun JD, Montesani L. Rapid treatment of class II malocclusion with piezocision: two case reports. Int J Periodontics Restorative Dent 2010;30(5):487–93. Frost HM. The regional acceleratory phenomenon: a review. Henry Ford Hosp Med J 1983;31(1):3–9. Frost HM. The biology of fracture healing. An overview for clinicians. Part I. Clin Orthop Relat Res 1989;248:283–93. Frost HM. The biology of fracture healing. An overview for clinicians. Part I. Clin Orthop Relat Res 1989;248:294–309. Dibart S, Yee C, Surmenian J, et al. Tissue response during piezocision-assisted tooth movement: a histological study in rats. Eur J Orthod 2014;36(4):457–64. Abbas NH, Sabet NE, Hassan IT. Evaluation of corticotomy-facilitated orthodontics and piezocision in rapid canine retraction. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2016;149(4): 473–80. Aksakalli S, Calik B, Kara B, Ezirganli S. Accelerated tooth movement with piezocision and its periodontal-transversal effects in patients with class II malocclusion. Angle Orthod 2016;86(1):59–65. Charavet C, Lecloux G, Bruwier A, et al. Localized piezoelectric alveolar decortication for orthodontic treatment in adults: a randomized controlled trial. J Dent Res 2016;95 (9):1003–9. Handelman CS. The anterior alveolus: its importance in limiting orthodontic treatment and its influence on the occurrence of iatrogenic sequelae. Angle Orthod 1996;66(2):95–109. Kamak G, Kamak H, Keklik H, Gurel HG. The effect of changes in lower incisor inclination on gingival recession. Sci World J 2015;2015:193206. Melsen B, Allais D. Factors of importance for the development of dehiscences during labial movement of mandibular incisors: a retrospective study of adult orthodontic patients. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2005;127(5):552–61 [quiz 625]. Renkema AM, Fudalej PS, Renkema A, Bronkhorst E, Katsaros C. Gingival recessions and the change of inclination of mandibular incisors during orthodontic treatment. Eur J Orthod 2013;35(2):249–55. Wehrbein H, Bauer W, Diedrich P. Mandibular incisors, alveolar bone, and symphysis after orthodontic treatment. A retrospective study. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1996;110 (3):239–46. Evangelista K, Vasconcelos KdeF, Bumann A, Hirsch E, Nitka M, Silva MA. Dehiscence and fenestration in patients with class I and class II division 1 malocclusion assessed with cone-beam computed tomography. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2010;138(2): [133.e1–7; discussion 133–5].
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.
Dibart S. Piezocision: accelerating orthodontic tooth movement while correcting hard and soft tissue deficiencies. Front Oral Biol 2016;18:102–8. Sebaoun JD, Surmenian J, Dibart S. Accelerated orthodontic treatment with piezocision: a mini-invasive alternative to conventional corticotomies. Orthod Fr 2011;82(4):311–9. Keser EI, Dibart S. Sequential piezocision: a novel approach to accelerated orthodontic treatment. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2013;144(6):879–89. Sebaoun JD, Kantarci A, Turner JW, Carvalho RS, Van Dyke TE, Ferguson DJ. Modeling of trabecular bone and lamina dura following selective alveolar decortication in rats. J Periodontol 2008;79(9):1679–88. Wang L, Lee W, Lei DL, Liu YP, Yamashita DD, Yen SL. Tissue responses in corticotomyand osteotomy-assisted tooth movements in rats: histology and immunostaining. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2009;136(6): [770.e1–11; discussion 770–1]. Janson G, Sathler R, Fernandes TM, Branco NC, Freitas MR. Correction of class II malocclusion with class II elastics: a systematic review. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2013;143(3):383–92. Shoreibah EA, Ibrahim SA, Attia MS, Diab MM. Clinical and radiographic evaluation of bone grafting in corticotomy-facilitated orthodontics in adults. J Int Acad Periodontol 2012;14(4):105–13.
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
13
Original Article Article original
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision Traitement orthodontique assiste a` une re ge ne ration alve olaire et combine minimallement invasive : validation du concept Carole Charaveta,e,*, Geoffrey Leclouxb, Annick Bruwiera, Bart Vandenberghec, Michel Le Galld, France Lambertb,e a
Department of orthodontics and Dentofacial Orthopedics, University Hospital of Liege, Liege, Belgium b Department of periodontology and oral surgery, University Hospital of Liege, Liege, Belgium c Medical imaging, Advimago, center for advanced oral imaging, Brussels, Belgium d Department of orthodontics and Dentofacial Orthopedics, University Hospital of Marseille, 13385 Marseille, France e Dental biomaterials research unit, University Hospital of Liege, Liege, Belgium Available online: XXX / Disponible en ligne : XXX
Summary
sume Re
Background: Piezocision is a localised piezoelectric alveolar decortication involving minimally invasive corticotomies to accelerate orthodontic treatments. The objective of this proofof-concept was to describe an innovative protocol combining selective piezocision with minimally invasive bone regeneration to reduce the risk of buccal tissue dehiscences often observed in orthodontic treatments. This proof-of-concept initial report aimed at investigating whether this new surgical concept is relevant.
Contexte : La piezocision est une decortication alveolaire ee a` l’aide d’un piezotome realis impliquant des corticotomies erer les traitements orthodontiques. mini-invasives pour accel Le but de cette validite de concept etait de decrire un proto cole innovant associant une piezocision selective avec une en eration reg osseuse mini-invasive afin de reduire le risque lors de dehiscence des tissus vestibulaires souvent observee des traitements orthodontiques. Ce cas clinique avait pour objectif de rechercher si ce nouveau concept chirurgical etait pertinent. Materiels et methodes : Un patient presentant une classe II dentaire asymetrique, des encombrements, une deviation des milieux et des dehiscences osseuses vestibulaires dans la e traite avec cette nouvelle region incisive mandibulaire a et approche therapeutique.
Materials and methods: A patient presenting an asymmetrical dental class II, overcrowdings, midline deviations and buccal bone dehiscences in the lower incisor region was treated with this new treatment approach.
* Correspondence and reprints / Correspondance et tires a` part : Carole Charavet, Service d’orthodontie et orthopedie dento-faciale, polyclinique Brull, quai Godefroid-Kurth 45, 4020 Liege, Belgium. e-mail address / Adresse e-mail : [email protected] (Carole Charavet)
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13 http://dx.doi.org/10.1016/j.ortho.2018.09.021
1
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
Ó 2018 CEO. Published by Elsevier Masson SAS. All rights reserved
Resultats : Du point de vue orthodontique, la classe II den e taire, les encombrements, et les lignes medianes ont et Du point de vue parodontal, nous n’avons totalement corriges. observe aucune recession gingivale ; cependant, les cica erement trices dues a` la piezocision etaient leg visibles a` la et postoperatoire mandibule. L’imagerie prea confirme l’absence de dehiscences osseuses. Et durant les 3 ans qui e ont suivi la fin du traitement, aucune recidive n’a et observee. e plusieurs Conclusion : Cette nouvelle approche a sugger ^ avantages et pourrait etre approfondie a` une plus grande efices echelle afin de valider ses ben et de definir la portee de l’intervention. Ó 2018 CEO. E´dite´ par Elsevier Masson SAS. Tous droits re´serve´s
Key-words
s Mots-cle
Results: From an orthodontic point of view, the dental class II, the overcrowdings and the midlines were completely corrected. From a periodontal perspective, no gingival recession was observed; however, scars related to the piezocision were slightly visible at the mandible. The pre- and post-imaging demonstrated the absence of bone dehiscences. Up to 3 years after the completion of the treatment, no relapse was observed. Conclusion: This novel approach suggested several advantages and may be further investigated at a larger scale in order to validate the benefits and to define the scope of intervention.
·· ·· ·
Piezocision. Adult orthodontic treatment. Biomaterials. Piezosurgery. Bone regeneration.
·· ·· ·
zocision. Pie Orthodontie adulte. riaux. Biomate zochirurgie. Pie ge ne ration osseuse. Re
Introduction
Introduction
Orthodontics is increasingly considered for adult patients. However, the treatment time remains a limitation and surgical techniques such as corticotomies are prescribed to accelerate the orthodontic treatments [1–3]. These procedures prove to be effective in reducing the overall treatment time but they require large flap openings and invasive bone osteotomies, leading to potential postoperative morbidity and discomfort for the patient.
quente chez l’adulte. L’orthodontie est de plus en plus fre e du traitement demeure une contrainte, Cependant, la dure et certaines techniques chirurgicales telles que les corticole rer les traitements [1–3]. tomies sont prescrites pour acce duction du temps Ces techniques sont efficaces dans la re rent la re alisation de de traitement global, mais elles requie otomies invasives, susceptible larges lambeaux et des oste ne rer une morbidite postope ratoire et un inconfort pour de ge le patient. duire le traumatisme et augmenter l’acceptation du Pour re une approche sans patient, certains auteurs ont propose zocision implique des microlambeau : la chirurgie par pie cortication incisions et de petites corticotomies [4,5]. Cette de e induit un processus de de mine ralisation–remine ralocalise crit comme e tant le phe nome ne acce le rateur lisation de gional (PAR), qui est caracte rise par une augmentation du re rale turnover osseux et une diminution de la composante mine dique [6–8]. Cette de l’os, bien connu dans le domaine orthope te valide e dans une e tude sur des animaux [9] et approche a e montre sa capacite a` re duire le temps de traitement dans a de tudes cliniques [10–12]. des e rature est controverse e [13–17]. L’une des complicaLa litte s un traitement orthodontique est la tions majeures apre cession gingivale, surtout au niveau des incisives mandibure laires ou des canines maxillaires, et en particulier lorsque la s fine ou lorsqu’il existe corticale osseuse vestibulaire est tre hiscences. De plus, me ^me avant le traitement orthodes de dontique, et en particulier chez les patients de classe I [18], les
To decrease the trauma and increase patient acceptance, some authors have proposed a flapless approach: the piezocision surgery involves micro-incision and small corticotomies [4,5]. This localised decortication induces a demineralisation-remineralisation process described as the regional acceleratory phenomenon (RAP), which is characterised by an increase in bone turnover and a decrease in the mineral content of the bone, initially explicated in the orthopaedic field [6–8]. This approach was validated in an animal study [9] and proved to reduce treatment time in clinical studies [10–12]. The literature is controversial [13–17]. One of the major complications after orthodontic treatment is gingival recession, mostly in the mandibular incisors or maxillary canines region and especially when the buccal bone plate is very thin or when dehiscences are present. Furthermore, even before orthodontic treatment, and especially in class I patients [18], alveolar defects are common findings. Evangelista et al. [18] showed on
2
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
cone-beam computer tomography that dehiscences and fenestrations were, respectively, associated with class I and class II patients with no previous orthodontic treatment in 51.09% of all teeth and 36.51%. The piezocision technique could offer the possibility to perform hard and soft tissue regeneration simultaneously, using a tunneling approach, and therefore could correct gingival recessions and bone deficiencies prior to orthodontic treatment. The result would improve the periodontium strength [19,20].
The present proof-of-concept described an innovative protocol of piezocision, combined with alveolar bone regeneration to correct a unilateral class II malocclusion presenting buccal bone deficiencies in the lower front.
fauts alve olaires sont fre quemment observe s. Evangelista de en tomographie assiste e par ordinateur et al. [18] ont montre hiscences et les fenestrations e taient associe es que les de chez des patients de classe I et de classe II, en l’absence de alable, respectivement sur traitement orthodontique pre 51,09 % et 36,51 % de toutes les dents. La technique par zocision pourrait offrir la possibilite de re aliser une pie ge ne ration des tissus durs et mous simultane ment, a` l’aide re d’une approche par tunnelisation, permettant ainsi de corriger cessions gingivales et les de ficiences osseuses avant de les re sultat pourrait commencer le traitement orthodontique. Le re liorer la re sistance du parodonte [19,20]. ame sente de monstration clinique de faisabilite de crit un Cette pre zocision innovante, associe e a` une protocole de pie ge ne ration de l’os alve olaire pour corriger une malocclusion re rale pre sentant des de hiscences osseuses de classe II unilate gion ante rieure mandibulaire. vestibulaires dans la re
Proof-of-concept report
Cas clinique de la validation du concept
Diagnosis and aetiology
tiologie Diagnostic et e
A 20-year-old woman was seen at the orthodontic department at the university of Liege, with as chief complaint aesthetically compromised and misaligned teeth. She wanted a second opinion after the first orthodontist recommended orthodontic treatment involving orthognathic surgery to correct the malocclusion. She wanted to explore the alternative options in order to avoid orthognathic surgery. Her dental history included regular dental visits and third molars extraction. She was in good general health, the periodontium was healthy and oral hygiene was excellent. However, the buccal soft tissues at the lower front were extremely thin and the root convexities were highly visible. Facial examination showed that a normal soft tissue profile and dental analysis revealed an asymmetrical class II: the molars and the canines had a 3.5 mm and 4 mm class II relationship, respectively, on the right and class I on the left with a 3.5 mm overjet and 5 mm overbite. Space analyses showed an overcrowding of 1.5 mm at the maxilla and a overcrowding of 3 mm at the mandible. The lower midline was deviated 2.5 mm to the right while the upper midline was correct (fig. 1). An extra-oral lateral skull projection radiograph and a computed tomography (CT) scan at 0.6 mm slice thickness and 130 kV (H90s kernel) (Somatom Emotion 16, Siemens Healthcare GmbH, Germany) were acquired for further orthodontic diagnosis. The clinically visible buccal bone dehiscences in the region between #33 and #43 were confirmed on the 3D slices (figs. 2 and 3).
^ge e de 20 ans a e te examine e dans le Une patiente a partement d’orthodontie de l’universite de Lie ge, avec pour de tique et un de faut motif de consultation une mauvaise esthe me avis d’alignement dentaires. Elle souhaitait un deuxie s un premier qui indiquait pour traiter sa malocclusion apre un protocole ortho-chirurgical. Elle voulait connaıˆtre les alterviter la chirurgie orthognathique. Ses natives afin d’e ce dents dentaires indiquaient des visites re gulie res chez ante mes molaires. Elle e tait en le dentiste et l’avulsion des troisie ge ne rale, son parodonte e tait sain et son hygie ne bonne sante buccale excellente. Cependant, les tissus mous vestibulaires gion ante rieure mandibulaire e taient extre ^ mement fins de la re s visibles. L’examen facial monet les contours radiculaires tre normal et l’analyse dentaire re ve le une tre un profil cutane trique a` droite : les molaires et les canines classe II asyme sentent une relation de classe II de 3,5 et 4 mm, respectipre vement, et une classe I a` gauche avec un surplomb horizontal de 3,5 mm et une supraclusion de 5 mm. L’analyse d’arcades montre un encombrement de 1,5 mm au maxillaire et un diane encombrement de 3 mm a` la mandibule. La ligne me rieure est de vie e de 2,5 mm a` droite alors que la ligne infe diane supe rieure est correcte (fig. 1). Une te le radiographie me de profil et un scanner avec des coupes de 0,6 mm paisseur et de 130 kiloVolts (algorithme H90s kernel) d’e (Somatom Emotion 16, Siemens Healthcare GmbH, te re alise s pour approfondir le diagnostic Allemagne) ont e hiscences vestibulaires cliniquement orthodontique. Les de gion situe e entre les dents 33 et 43 ont visibles dans la re te confirme es sur les coupes 3D (fig. 2 et 3). e
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
3
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
[(Fig._1)TD$IG]
Fig. 1: Intraoral frontal photograph (pre-treatment). traitement). Fig. 1 : Photographie frontale intrabuccale (pre
Treatment objectives
rapeutiques Objectifs the
The goal of this treatment was to achieve a class I dental relationship, to correct the midline position, to release overcrowdings in both arches and to open the deep bite. In addition, the objective was to avoid buccal gingival recession and the increase of buccal bone deficiencies in the lower front.
tait d’obtenir une classe I dentaire, de Le but de ce traitement e dianes, les encombrements des deux corriger les lignes me tait d’e viter des arcades et la supraclusion. De plus, l’objectif e cessions gingivales et l’aggravation des de hiscences re rieure mandibulaire. osseuses vestibulaires dans la zone ante
Treatment alternatives
rapeutiques Alternatives the
The following treatment options were considered and discussed with the patient: — orthodontic treatment assisted by orthognathic surgery;
Because the patient wanted to avoid orthognathic surgery, she chose the third option.
rapeutiques suivantes ont e te propose es et Les options the es avec la patiente : discute a` une chirurgie — un traitement orthodontique associe orthognathique ; — un compromis de traitement orthodontique sans chirurgie te informe e des e ventuels orthognathique. La patiente a e cueils dans la correction des milieux et du surplomb e horizontal ; zocision mandi— une approche innovante associant une pie lective et une re ge ne ration osseuse alve olaire bulaire se riaux. La pie zocision serait re alise e pour a` l’aide de biomate placer de fa¸con cible e les dents mandibulaires afin de corde trique. La re ge ne ration riger la classe II dentaire asyme te planifie e pour e largir l’enveloppe osseuse et osseuse a e augmenter le support parodontal. que la patiente voulait e viter la chirurgie orthogEtant donne me option. nathique, elle a choisi la troisie
Orthodontic procedure
Traitement orthodontique
Damon self-ligating systems (Ormco Corporation, Division of Sybron, Orange, CA) were used. Ceramic anterior brackets were placed from #13 to #23 and metal brackets were positioned in the posterior region. The bonding method (TransbondÔ Plus, 3M Unitek, St Paul, Minnesota, USA) was applied according to the manufacturer’s instructions, and 0.014-in copper-nickel-titanium Damon arch forms were placed in both maxillae. The strategy to correct the asymmetrical dental class II and the deep bite was to combine palatal bites plates on #11 and #21 and place asymmetrical class II
me autoligaturant de Damon (Ormco Corporation, Le syste te utilise avec des Division of Sybron, Orange, CA). a e ramique dans la partie ante rieure de l’arcade et attaches ce talliques dans la re gion poste rieure. La techdes attaches me nique de collage (TransbondÔ Plus, 3M Unitek, St Paul, te applique e selon les recommanMinnesota, Etats-Unis) ae te re alise avec des arcs dations du fabricant, et l’alignement a e Damon cuivre-nickel-titane 0,014 aux deux arcades. La gie pour corriger la classe II dentaire asyme trique et la strate tait d’associer des plans de morsure palatins supraclusion e lastiques asyme triques de classe II en sur 11 et 21 et des e
— a compromise of orthodontic treatment without orthognathic surgery. Patient was informed of possible discrepancies (midline and residual overjet); — innovative approach combining selective mandibular piezocision and alveolar bone regeneration using biomaterials. The piezocision would be performed in order to move preferentially mandibular teeth to correct the asymmetrical dental class II. Bone regeneration was planned to expand the bony envelope and increase periodontal support.
4
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
[(Fig._2)TD$IG]
Fig. 2: Buccal alveolar bone height measurements (CEJ-crest) on the sagittal reformatted slices for all lower incisors. a: pre-treatment CT scan; b: post-treatment CT scan. Alveolar bone width measurements of the lower right canine at crestal level, 3 mm below and 6 mm below the crest.c: pre-treatment datasets; d: post-treatment datasets. olaire (JEC-cre ^ te) sur les coupes sagittales Fig. 2 : Mesures vestibulaires de la hauteur de l’os alve es pour toutes les incisives infe rieures. reformate traitement ; a : scanner de pre b : scanner de post-traitement. olaire pour la canine mandibulaire droite au niveau crestal, a` 3 mm Les mesures de la largeur de l’os alve ^ te. en dessous et a` 6 mm en dessous de la cre es en pre traitement ; c : ensemble de donne es en post-traitement. d : ensemble de donne
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
5
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
[(Fig._3)TD$IG]
Fig. 3: Registered pre- and post-CT volumes (cropped from canine to canine) with different segmentation areas. From left to right: entire jaw, crestal to 3 mm below the crest, 3 mm below the crest to 6 mm below and crestal to 6 mm below. The green shows the bone gain after treatment and the red the bone loss (or changes), showing thus an overall remodeling. s sur les scanners de pre - et post-traitement (recadre s de canine a` canine) Fig. 3 : Volumes enregistre rentes zones de segmentation. De gauche a` droite : la ma ^ choire entie re, a` 3 mm sous le niveau avec diffe s traitement et en rouge la perte crestal, et a` 6 mm sous le niveau crestal. En vert : le gain osseux apre osseuse (ou les changements), indiquant ainsi un remodelage global.
elastics in triangles to mesialise and close the created posterior open bite.
sialer et fermer la be ance poste rieure ainsi triangle pour me e e. cre
Piezocision surgical procedure
zocision Technique chirurgicale de pie
The surgery was performed one week after the placement of the orthodontic appliance. The surgical protocol was performed as described by Dibart et al. [4]. The patient received local anaesthesia in the mandibular arch and vertical interproximal incisions were made below the interdental papillae in the midline, from the mesial aspect of each canine and in between each of the posterior lower teeth. The periosteum was then released to create two subperiosteal envelopes connecting the vertical incisions (fig. 4). Thereafter, corticotomies were performed in the region of the incisions with a piezotome (Acteon, Merignac, France) and the envelopes were filled with a beta tricalcium phosphate, a resorbable biomaterial (R.T.R., Septodont, Lancaster, US), to thicken the buccal bone plate (fig. 5). Resorbable 5-0 sutures were used to close the flaps (fig. 6). The patient was advised to take paracetamol only if painful, to use a mouthwash (chlorhexidine 0.2% Perio-Aid, Dentaid Benelux, Houten, Netherlands) and to brush carefully for 10 days. No surgery was performed at the maxilla.
te re alise e une semaine apre s la pose de La chirurgie a e l’appareillage orthodontique. Le protocole chirurgical suivi a te de crit par Dibart et al. [4]. La patiente a re¸cu une e sie locale a` l’arcade mandibulaire et des incisions anesthe te re alise es sous les papilles verticales interproximales ont e diane, les faces proximales interdentaires sur la ligne me siales des canines et entre chacune des dents mandibume rieures. Le pe rioste a ensuite re¸cu une incision de laires poste ration pour cre er deux enveloppes sous-pe rioste es reliant libe te les incisions verticales (fig. 4). Puis, les corticotomies ont e es dans la zone des incisions avec un pie zotome effectue te (Acteon, Merignac, France), et les enveloppes ont e es avec du phosphate tricalcique be ^ta qui est un comble riau re sorbable (R.T.R., Septodont, Lancaster, biomate paissir la corticale osseuse vestibulaire Etats-Unis) pour e des sutures re sorbables 5-0 pour (fig. 5). Nous avons utilise fermer les lambeaux (fig. 6). La patiente a re¸cu l’instruction de tamol qu’en cas de douleurs, d’utiliser un ne prendre du parace
6
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
[(Fig._4)TD$IG]
Fig. 4: The periosteum was then released in order to create 2 subperiosteal envelopes connecting the incision together. rioste a ensuite e te incise pour cre er 2 enveloppes sous-pe rioste es se reliant au niveau de Fig. 4 : Le pe l’incision.
[(Fig._5)TD$IG]
Fig. 5: The envelopes were filled with a resorbable biomaterial (R.T.R., Septodont, Lancaster, US) in order to thicken the buccal bone plate. te comble es avec un biomate riau re sorbable (R.T.R., Septodont, Lancaster, Fig. 5 : Les enveloppes ont e paissir la corticale osseuse vestibulaire. Etats-Unis) de fa¸con a e
[(Fig._6)TD$IG]
Fig. 6: Resorbable 5-0 sutures were used to close the flaps. sorbables 5-0 ont e te utilise es pour fermer les lambeaux. Fig. 6 : Des sutures re
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
7
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
bain de bouche (Chlorhexidine 0,2 % Perio-Aid, Dentaid caution Benelux, Houten, Pays-Bas), et de brosser avec pre te re alise e au durant 10 jours. Aucune chirurgie n’a e maxillaire.
Treatment progress
Progression du traitement
The patient reported using only two 500 mg tablets of paracetamol after the surgery. No swelling, bruising or severe discomfort was observed after the surgical procedure. The dynamics of the orthodontic treatment was as follows: 0.018in, 0.014 0.025-in and 0.018 0.025-in copper-nickeltitanium archwires were used for alignment, whereas 0.019 0.025-in stainless steel archwires and then 0.019 0.025 titanium molybdenum alloy (TMA) archwires were used for fine-tunings. As recommended for piezocisionassisted orthodontic treatment, the patient was recalled every two weeks until class II correction was achieved. The patient was asked to wear the elastic 24 hours a day until the complete class II correction was achieved and then 16 hours out of 24 h until the end of the treatment for stabilisation.
qu’elle n’avait pris que deux comprime s La patiente a indique tamol apre s la chirurgie. Aucun phe nome ne de parace me, ecchymose ou inconfort majeur n’a e te observe d’œde s la chirurgie. La dynamique du traitement orthodontique apre te la suivante : d’abord l’alignement re alise avec des arcs ae 0,018-in, 0,014 0,025-in et 0,018 0,025-in en copper e avec des arcs nickel-titanium, puis l’intercuspidation finalise ne en acier 0,019 0,025-in, puis en alliage titane molybde TMA 0,019 0,025-in. Selon les recommandations des pros par pie zocision, la patiente a tocoles orthodontiques assiste te re¸cue en consultation toutes les deux semaines jusqu’a` e l’obtention de la correction de la classe II. Le port des lastiques e tait de 24 heures sur 24 jusqu’a` la correction e te de la classe II, puis 16 heures sur 24 jusqu’a` la fin comple du traitement pour la stabilisation. ` la fin du traitement, les appareils ont e te de pose s et des A te prises pour placer des contentions fixes empreintes ont e rieures maxillaire et mandibulaire. De dans les zones ante res e taient a` porter la nuit aux deux arcades. plus, des gouttie te prescrit a` la patiente pour e valuer les chanUn scanner a e ge ne re e. Les changements obtenus au niveau de la zone re olaire dans la re gion ante rieure mandibugements de l’os alve te mesure s en pre - et postope ratoire, en reformatant laire ont e triques prises le long les coupes orthogonales tomodensitome du grand axe sagittal, coronaire et axial de chaque dent. Une cise du niveau osseux vestibulaire (coupe sagitmesure pre olaire – au tale) et trois mesures de la largeur de l’os alve ^ te et a` 6 mm de la cre ^ te (coupe niveau crestal, a` 3 mm de la cre te effectue es pour chaque dent. De plus, les axiales) – ont e te analyse es a` l’aide d’une plateforme images du scanner ont e die e avec un logiciel de traitement d’image (MeVisLab, de MeVis Medical Solutions AG, Bremen, Allemagne), dans - et post-traitement ont e te superpose s lequel les volumes pre a` l’aide d’un recalage rigide d’images 3D. Une segmentation te suivie en utilisant une re gion se semi-automatique a e veloppant avec le me ^me point de de part et la me ^me valeur de de seuil pour les deux balayages et avec un algorithme de s de remplissage de trous pour obtenir des volumes segmente e dans la re gion frontale mandibulaire. l’image recadre
After the treatment was completed, the appliances were removed and impressions were taken to place fixed retainers in the upper and lower anterior regions. In addition, removable night retainers were provided for both jaws. 3D imaging was prescribed for the patient to evaluate the changes in alveolar bone dimensions in the regenerated area. Measurements of the alveolar bone changes in the lower front region on pre- and post-treatment CT volumes were done by reformatting the orthogonal slices along the sagittal, coronal and axial length-axes of each individual tooth. A strict vestibular bone-level measurement (sagittal slice) and three alveolar bone width measurements at the crestal level, 3 mm from the crest and 6 mm from the crest (axial slices), were performed per individual tooth. In addition, CT images were analysed by using a dedicated platform with image-processing software (MeVisLab, MeVis Medical Solutions AG, Bremen, Germany) where pre- and post-treatment volumes were superposed using rigid image registration. Semiautomatic segmentation, using region growing with the same seed-point and threshold value for both scans, was followed with a hole-filling algorithm to obtain segmented volumes of the cropped image in the lower front region.
Treatment result
sultat du traitement Re
From an orthodontic point of view, the asymmetrical dental class II, the maxillary and mandibular overcrowdings as well as the upper and lower midlines were completely corrected (fig. 7), resulting in an overall treatment time of 20 months.
D’un point de vue orthodontique, la classe II dentaire asyme trique, les encombrements maxillaire et mandibulaire, ainsi te totalement corrige s (fig. 7). La correcque les milieux ont e e apre s 5 mois. tion de la classe II s’est termine
8
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
Up to 3 years after the completion of the treatment, no relapse was observed and periodontal problem or root resorptions were not detected. From a periodontal point of view, no gingival recession was observed; however, scars related to the piezocision were slightly visible at the mandible. The 2D measurements of the alveolar bone levels on the sagittal slices through the length-axes of the teeth, showed a decrease for the canines ( 3.7 mm) and laterals ( 2.3 mm), but a slight increase for the centrals (2.3 mm). Analysis of the axial bone widths revealed mostly an increase in buccolingual dimensions, but this seemed to be especially true for the measurements at 3 and 6 mm from the alveolar crest (Table I). The 3D segmented volumes of the superposed datasets showed an overall slight increase in bone volume, with a bit more gain in the crestal region (0–3 mm) compared to the lower 3 to 6 mm region (figs. 2 and 3; Table II).
` 3 ans apre s traitement, aucune re cidive, ni proble me paroA sorption radiculaire n’ont e te de tecte s. dontal ou re cession gingivale D’un point de vue parodontal, si aucune re es a` la pie zocision e taient n’est apparue, des cicatrices lie ge rement visibles a` la mandibule. le olaire sur les coupes Les mesures 2D du niveau de l’os alve une sagittales a` travers les grands axes des dents ont montre duction pour les canines de 3,7 mm et pour les late rales re ge re augmentation pour les de 2,3 mm, mais aussi une le centrales (2,3 mm). L’analyse des largeurs osseuses axiales ve le une augmentation des dimensions vestibuont surtout re rement vrai pour les lolinguales, mais cela semblait particulie es a` 3 et 6 mm de la cre ^ te alve olaire mesures effectue s en 3D des se ries de (Tableau I). Les volumes segmente es superpose es montrent une le ge re augmentation glodonne bale du volume osseux, avec un tout petit peu plus de gain gion crestale (0–3 mm) compare e aux 3 a` 6 mm dans la re es dans la re gion mandibulaire (fig. 2 et 3, enregistre Tableau II).
Discussion
Discussion
Class II malocclusion is a recurrently encountered problem in orthodontic patients and the treatment is still challenging for orthodontists, especially in the adult patient. As this case showed, a new innovative protocol using selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with alveolar bone regeneration appeared successful to correct this asymmetrical dental class II. The minimally invasive treatment plan achieved excellent occlusal and facial results.
me re current chez La malocclusion de classe II est un proble les patients orthodontiques, et le traitement demeure complexe pour les orthodontistes, en particulier chez le patient adulte sans croissance. Comme l’illustre ce cas clin ique, le protocole utilisant un traitement orthodontique assiste zocision et combine a` une re ge ne ration osseuse par la pie olaire semble capable de corriger avec succe s la classe alve
[(Fig._7)TD$IG]
Fig. 7: Intraoral frontal photograph (post-treatment). Fig. 7 : Photographie frontale intrabuccale (post-traitement).
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
9
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
Table I
Tableau I
Alveolar bone width measurement on the axial slices prior to and after orthodontic treatment, at the crestal level, at 3 mm and at 6 mm below the crest.
olaire sur les coupes axiales Mesure de la largeur de l’os alve s le traitement orthodontique, au niveau crestal, a` avant et apre ^ te. 3 mm en dessous, et a` 6 mm en dessous de la cre
43
42
41
31
32
33
Crestal
9.17
7.34
6.55
6.55
7.34
9.44
3 mm below / 3 mm sous
8.65
7.6
6.29
6.29
7.6
9.17
6 mm below / 6 mm sous
7.34
7.08
7.09
7.07
7.08
7.86
Crestal
9.38
7.35
6.45
6.45
7.62
9.13
3 mm below / 3 mm sous
9.08
7.64
7.03
7.03
7.91
8.79
6 mm below / 6 mm sous
8.5
7.96
7.62
7.62
7.91
8.21
Pre (mm) / Pre (mm)
Post (mm) / Post (mm)
Applying a piezocision at the maxilla and a second piezocision at the mandible could have been relevant once the class I was achieved to reduce the duration of the fine-tuning phase.
trique. Le traitement mini-invasif a permis II dentaire asyme sultats au niveau occlusal et facial. d’obtenir d’excellents re s de cette nouvelle approche de pend du planning de Le succe zocision. Comme l’ont de crit certains auteurs, les oste ola pie alise es de fa¸con se lective autour des dents tomies sont re placer, alors que les dents servant d’ancrage ne sont a` de zocision [21]. Les oste otomies pas soumises a` la pie sion osseuse localise e et un processus entraıˆnent une le nome ne acce le rateur inflammatoire connu sous le nom de phe gional (PAR) qui augmente le turnover osseux alve olaire et re ral de l’os [22,23]. Dans ce cas, la diminue le contenu mine zocision a contribue a` faciliter la correction de la classe II pie placement des dents mandibulaire dentaire en favorisant le de et un ancrage au maxillaire. zocision au maxillaire et une deuxie me L’application de la pie zocision a` la mandibule auraient pu e ^tre pertinentes une pie e pour re duire la dure e de la phase de fois la classe I corrige
Table II
Tableau II
The success of this new approach depends on the planning of the piezocision. As described by some authors, the osteotomies were made selectively around the teeth requiring movement while the anchoring teeth were not subjected to piezocision [21]. The osteotomies lead to a localised bone injury and inflammation process called the regional acceleratory phenomenon (RAP) increasing the bone turnover and decreasing the mineral content of the bone [22,23]. In this case, selective mandibular piezocision contributed to easing the correction of the dental class II by promoting the movement at the mandible and an anchorage at the maxilla.
3D volumetric measurements of the segmented superposed volumes (pre- and post-orthodontic treatment, cropped from canine to canine region), of the entire jaw, the 0–3 mm, the 3– 6 mm and the 0–6 mm region.
Segmented volume / Volume segmente Pre (mm ) / Pre (mm ) 3
3
triques 3D des volumes segmente s Mesures volume s (pre - et post-traitement orthodontique, et superpose s dans la re gion de canine a` canine) : pour toute la recadre ^choire, pour la re gion de 0–3 mm, pour la re gion de 3– ma gion de 0–6 mm. 6 mm, et pour la re
Overall / Global
0–3 mm
3–6 mm
0–6 mm
12232.06
1288.37
1465.23
2638.33
3
12414.34 182.28
1429.94 141.57
1607.86 142.64
2910.84 272.51
Fraction gain (in %) / Pourcentage de gain (%)
1.49
10.99
9.73
10.33
3
Post (mm ) / Post (mm ) Difference (mm3) / Difference (mm3)
10
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
However, in this particular case, on the one hand, the reduction of treatment time was not the main objective, and, on the other hand, the high smile line was considered as a contraindication for piezocision at the upper jaw. Indeed, previous data emphasised residual gingival scars in 50% of the cases [12]. The use of class II elastic or the resolution of the overcrowding by labial tipping of mandibular incisors often leads to a dentoalveolar effect [24], buccal bone dehiscence and soft tissues recessions as consequence. Furthermore, in this present proof-of-concept, the baseline CT emphasised existing buccal bone dehiscence in the regions of #33 and #43 and was therefore considered as a risk factor for recessions. The bone augmentation technique associated with the lower front piezocision allowed a thickening of the buccal bone and seemed appropriate to prevent the aggravation of the bone dehiscence and the apparition of recessions. Indeed, matching of the preand post-treatment CT scans emphasised an increase of the buccal bone, especially in the cervical region of the lateral incisors and canines. This approach was already described as successful when combined with corticotomy-facilitated orthodontic using bone grafting [25]. In this case, this surgical protocol was successful in reaching a proper occlusion and prevention of hard and soft tissue discrepancies.
Although this case of selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with alveolar bone regeneration seems promising, further research should be considered to validate such an approach and define the scope of intervention.
finition. Cependant, dans ce cas particulier, d’une part, la duction du temps de traitement n’e tait pas l’objectif principal, re tait conside re e et d’autre part, la ligne de sourire haute e zocision au maxillaire. comme une contre-indication pour la pie es pre ce dentes ont souligne des cicatrices En effet, des donne siduelles dans 50 % des cas [12]. gingivales re lastiques de classe II ou la correction de L’utilisation d’e l’encombrement par version vestibulaire des incisives mandiolaire bulaires entraıˆne souvent un effet parasite dentoalve quence de le te re une de hiscence de [24], avec comme conse cessions gingivales. Par ailleurs, l’os vestibulaire et des re tude, le scanner de de part a souligne l’existence dans cette e hiscence osseuse vestibulaire dans les re gions des d’une de te analyse e comme un facteur canines 33 et 43, qui a donc e cessions. La technique d’augmentation de risque de re e a` la pie zocision dans la re gion mandibulaire osseuse associe rieure a permis un e paississement de l’os vestibulaire et a ante approprie e pour pre venir l’aggravation de la semble hiscence osseuse et l’apparition de re cessions gingivales. de - et postope ratoires En effet, la comparaison des scanners pre indiquait une augmentation de l’os vestibulaire, en particulier gion cervicale des incisives late rales et des canines. dans la re ja` e te de crite avec succe s lorsqu’on Cette approche a de e par corticotomie en utilil’associe a` une orthodontie assiste sent, ce protosant une greffe osseuse [25]. Dans le cas pre te mene avec succe s en obtenant une cole chirurgical a e venant la perte des tissus durs et bonne occlusion et en pre mous. par une Bien que ce cas de traitement orthodontique assiste zocision se lective associe e a` une re ge ne ration de l’os pie olaire semble prometteuse, il faudrait entreprendre de alve plus amples recherches afin de valider une telle approche et finir la porte e de l’intervention. de
Conclusion
Conclusion
This innovative multidisciplinary approach involving piezocision and minimally invasive alveolar bone regeneration seems to be relevant and may represent a new therapeutic tool to reduce the risk of buccal tissue and bone dehiscences often observed in orthodontic treatments.
Cette approche innovante multidisciplinaire impliquant la zocision et une re ge ne ration mini-invasive de l’os alve olaire pie ^tre pertinente et peut repre senter un nouvel outil semble e rapeutique pour re duire le risque de de hiscences vestibuthe es lors des laires des tissus durs et mous souvent observe traitements orthodontiques.
Source of funding statement
Source de financement
This case report was self-funded by the authors and their institutions.
te autofinance par les auteurs et Ce rapport de cas clinique a e leurs institutions.
Disclosure of interest
claration de liens d’inte re ^ts De
The authors declare that they have no competing interest.
clarent ne pas avoir de liens d’inte re ^ ts. Les auteurs de
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
11
ORTHO 329 1-13
Carole Charavet et al.
Acknowledgement The authors would like to acknowledge the contribution of Maria Orellana Valvekens for writing advice and Jean-Claude Bernard for the fine-tunings in the present work.
Remerciements Les auteurs souhaitent remercier Maria Orellana Valvekens daction et Jean-Claude Bernard pour la pour ses conseils de re finalisation de ce travail.
References/References 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.
12
Kole H. Surgical operations on the alveolar ridge to correct occlusal abnormalities. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1959;12:277–88. Kole H. Surgical operations on the alveolar ridge to correct occlusal abnormalities. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1959;12:413–20. Kole H. Surgical operations on the alveolar ridge to correct occlusal abnormalities. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1959;12:515–29. Dibart S, Sebaoun JD, Surmenian J. Piezocision: a minimally invasive, periodontally accelerated orthodontic tooth movement procedure. Compend Contin Educ Dent 2009;30:342–4 [6, 348–50]. Dibart S, Surmenian J, Sebaoun JD, Montesani L. Rapid treatment of class II malocclusion with piezocision: two case reports. Int J Periodontics Restorative Dent 2010;30(5):487–93. Frost HM. The regional acceleratory phenomenon: a review. Henry Ford Hosp Med J 1983;31(1):3–9. Frost HM. The biology of fracture healing. An overview for clinicians. Part I. Clin Orthop Relat Res 1989;248:283–93. Frost HM. The biology of fracture healing. An overview for clinicians. Part I. Clin Orthop Relat Res 1989;248:294–309. Dibart S, Yee C, Surmenian J, et al. Tissue response during piezocision-assisted tooth movement: a histological study in rats. Eur J Orthod 2014;36(4):457–64. Abbas NH, Sabet NE, Hassan IT. Evaluation of corticotomy-facilitated orthodontics and piezocision in rapid canine retraction. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2016;149(4): 473–80. Aksakalli S, Calik B, Kara B, Ezirganli S. Accelerated tooth movement with piezocision and its periodontal-transversal effects in patients with class II malocclusion. Angle Orthod 2016;86(1):59–65. Charavet C, Lecloux G, Bruwier A, et al. Localized piezoelectric alveolar decortication for orthodontic treatment in adults: a randomized controlled trial. J Dent Res 2016;95 (9):1003–9. Handelman CS. The anterior alveolus: its importance in limiting orthodontic treatment and its influence on the occurrence of iatrogenic sequelae. Angle Orthod 1996;66(2):95–109. Kamak G, Kamak H, Keklik H, Gurel HG. The effect of changes in lower incisor inclination on gingival recession. Sci World J 2015;2015:193206. Melsen B, Allais D. Factors of importance for the development of dehiscences during labial movement of mandibular incisors: a retrospective study of adult orthodontic patients. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2005;127(5):552–61 [quiz 625]. Renkema AM, Fudalej PS, Renkema A, Bronkhorst E, Katsaros C. Gingival recessions and the change of inclination of mandibular incisors during orthodontic treatment. Eur J Orthod 2013;35(2):249–55. Wehrbein H, Bauer W, Diedrich P. Mandibular incisors, alveolar bone, and symphysis after orthodontic treatment. A retrospective study. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1996;110 (3):239–46. Evangelista K, Vasconcelos KdeF, Bumann A, Hirsch E, Nitka M, Silva MA. Dehiscence and fenestration in patients with class I and class II division 1 malocclusion assessed with cone-beam computed tomography. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2010;138(2): [133.e1–7; discussion 133–5].
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
ORTHO 329 1-13
Selective piezocision-assisted orthodontic treatment combined with minimally invasive alveolar bone regeneration: A proof-of-concept par pie zocision et combine a` une re ge ne ration alve olaire minimallement invasive : validation du concept Traitement orthodontique assiste
19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.
Dibart S. Piezocision: accelerating orthodontic tooth movement while correcting hard and soft tissue deficiencies. Front Oral Biol 2016;18:102–8. Sebaoun JD, Surmenian J, Dibart S. Accelerated orthodontic treatment with piezocision: a mini-invasive alternative to conventional corticotomies. Orthod Fr 2011;82(4):311–9. Keser EI, Dibart S. Sequential piezocision: a novel approach to accelerated orthodontic treatment. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2013;144(6):879–89. Sebaoun JD, Kantarci A, Turner JW, Carvalho RS, Van Dyke TE, Ferguson DJ. Modeling of trabecular bone and lamina dura following selective alveolar decortication in rats. J Periodontol 2008;79(9):1679–88. Wang L, Lee W, Lei DL, Liu YP, Yamashita DD, Yen SL. Tissue responses in corticotomyand osteotomy-assisted tooth movements in rats: histology and immunostaining. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2009;136(6): [770.e1–11; discussion 770–1]. Janson G, Sathler R, Fernandes TM, Branco NC, Freitas MR. Correction of class II malocclusion with class II elastics: a systematic review. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2013;143(3):383–92. Shoreibah EA, Ibrahim SA, Attia MS, Diab MM. Clinical and radiographic evaluation of bone grafting in corticotomy-facilitated orthodontics in adults. J Int Acad Periodontol 2012;14(4):105–13.
International Orthodontics 2018 ; X : 1-13
13