Short-term changes in the occlusal contacts during anterior segmental orthodontic treatment with clear aligners in adult patients

Abstract

This study evaluated the differences between the predicted and actual occlusal contact areas in adult patients who underwent short-term anterior segmental orthodontic treatment using clear aligners. Since posterior teeth were not subjected to intentional orthodontic forces, this study also enabled a comparative analysis with the initial occlusal state. This retrospective study analyzed digital models obtained from 31 female patients who wore 14 clear aligners. Occlusal contact areas were measured using predicted outcomes from the 14th-stage three-dimensional virtual models (ClinCheck) and actual outcomes from digital models obtained with an intraoral scanner after wearing 14 aligners. The occlusal contact areas were quantified using the ImageJ software, and the following results were derived: 1. Compared to the predicted occlusal contact areas, the actual occlusal contact areas showed a significant increase in the anterior region (P < 0.05*) and a significant decrease in the posterior region (P < 0.001***), with the reductions increasing progressively toward the most posterior teeth. Specifically, the actual occlusal contact area exceeded the predicted values by 0.49 mm² for central incisors (P < 0.01**) and by 0.18 mm² for lateral incisors (P < 0.05*). The actual contact area was smaller than predicted by 3.09 mm² for the first premolars (P < 0.01**), 5.44 mm² for the second premolars (P < 0.001***), 11.46 mm² for the first molars (P < 0.001***), and 13.42 mm² for the second molars (P < 0.001***). 2. No significant correlation was found between the differences in anterior and posterior occlusal contact areas. This lack of correlation persisted regardless of the presence or absence of anterior bite ramps. 3. The differences between the predicted and actual occlusal contact areas in both the anterior and posterior regions were not significantly affected by the presence or absence of anterior bite ramps. 4. A significant correlation was observed between the initial overjet and the discrepancy in anterior occlusal contact areas (r = -0.447, P < 0.05*). Aside from this, no significant correlations were found between the differences in predicted and actual values and any skeletal or dental characteristics. 5. As age increased, the initial posterior occlusal contact area was larger (r = 0.499, P < 0.01**), and a larger initial posterior contact area was associated with a more significant reduction in posterior occlusal contact area (r = -0.868, P < 0.001***). In conclusion, this study demonstrated a significant reduction in posterior occlusal contact areas during short-term anterior segmental orthodontic treatment with clear aligners. This reduction was most pronounced in the following order: second molars > first molars > second premolars > first premolars. Additionally, older patients exhibited more significant reductions in posterior occlusal contact areas.

본 연구에서는 투명 교정 장치를 이용한 전치부 부분 교정 치료를 받은 성인 환자를 대상으로 디지털 가상 모델에서 예측된 교합 면적과 실제 교합 면적 간의 차이를 평가하였다. 구치부에 의도적인 교정력이 가해지지 않은 환자를 대상으로 하였기에 구치부에서는 초진 상태와의 비교 분석도 가능하다는 추가적 의미가 있다. 이 후향적 연구는 14개의 투명 교정 장치를 착용한 31명의 여성 환자에서 치료 전후에 구강 스캐너를 이용하여 획득한 디지털 모델을 이용하였다. 열 네번째 단계의 삼차원 가상 모델 (예측된 결과)과 14개의 장치를 착용한 후 구강 스캐너로 획득한 디지털 모델 (실제 결과)을 사용하여 교합 접촉 면적을 비교 분석하였다. 교합점이 표시된 상악 교합면 이미지를 ImageJ 프로그램을 이용해 교합점의 면적을 측정하였고 다음과 같은 결과를 도출하였다. 1. 예측 교합 면적에 비해 실제 교합 면적은 전치부에서는 유의하게 증가 (P < 0.05*), 구치부에서는 유의하게 감소했는데 (P <0.001***), 최후방 구치로 갈 수록 더 많이 감소하였다. 중절치에서는 예측 값에 비해 실제 결과가 0.49mm² (P < 0.01**), 측절치에서는 0.18mm² 더 컸다 (P <0.05*). 반면, 제1소구치에서는 3.09mm² (P <0.01**), 제2소구치에서는 5.44mm² (P <0.001***), 제1대구치에서는 11.46mm² (P <0.001***), 제2대구치에서는 13.42mm² 더 작았다 (P <0.001***). 2. 전치 교합 면적의 차이 값과 구치 교합 면적 차이 값 사이에 유의미한 상관 관계를 보이지 않았다. 전치부 바이트 램프가 존재할 때와 존재하지 않을 때 이 들의 상관 관계는 여전히 유의성이 없었다. 3. 전치 부위 그리고 구치 부위, 각 부위에서 예측 교합 면적과 실제 교합 면적 간 차이 값은 전치부 바이트 램프가 없을 때와 있을 때 유의미한 차이가 없었다. 4. 초진 수평 피개가 전치 예측 교합 면적과 실제 교합 면적의 차이 값에 유의미한 상관성 (r = -0.447, P <0.05*)을 보인 것 이외에는 전치 부위, 구치 부위에서의 예측 값과 실제 값의 차이는 모든 골격, 치성 항목과 유의미한 상관성이 없었다. 5. 나이가 증가할수록 초기 구치 교합 접촉 면적이 더 넓었으며 (r = 0.499, P <0.01**), 초기 구치 접촉 면적이 넓을 수록 구치 교합 면적 감소가 더 크게 나타났다 (r = -0.868, P <0.001***). 이상의 연구를 통하여 투명 교정 장치를 이용한 단기간의 전치부 부분 교정 시 구치 교합 면적이 유의미하게 감소하였으며, 그 감소 경향은 제2대구치 > 제1대구치 > 제2소구치 > 제1소구치 순서로 나타남을 확인하였다. 또한, 나이가 많을 수록 구치부 교합면적의 감소량은 더 증가함을 알 수 있었다.