CHƯƠNG 1. TẠI SAO CẦN ĐẾN CƠ SINH HỌC CHỈNH NHA

Charles J. Burstone nhấn mạnh: “Đừng mù quáng tin vào kinh nghiệm, hãy tin vào lý thuyết và tư duy sáng tạo”.

Cơ sở khoa học của chỉnh nha là vật lý học và cơ học được áp dụng vào một hệ thống sinh học. Bác sĩ chỉnh nha hiện đại không thể thực hành hoặc học chỉnh nha giống như một nghề thủ công hay kỹ thuật đơn thuần như trước đây.

Bác sĩ chỉnh nha phải hiểu về lực và cách điều khiển lực để tối ưu hóa sự di chuyển chủ động của răng và neo chặn. “Cơ học chỉnh nha” không thể tồn tại độc lập và tách rời khỏi khoa học nói chung. Các khí cụ và phương thức điều trị mới sẽ cần một nền tảng cơ sinh học vững chắc để phát triển và sử dụng hiệu quả nhất.

Trước kia, bác sĩ chỉnh nha làm việc với mắc cài, dây cung và các khí cụ khác. Những phần cứng này chỉ là phương tiện để đạt đến mục tiêu cuối cùng là sắp xếp răng, tái cấu trúc xương và điều chỉnh tăng trưởng, bằng cách điều khiển lực. Việc kiểm soát lực trong chỉnh hình răng–mặt cũng tương tự như việc bác sĩ kiểm soát liều thuốc. “Liều lượng chỉnh nha” ở đây bao gồm những đại lượng như độ lớn của lực, hướng của lực, điểm đặt lực (tỷ số mômen/lực) và tính liên tục của lực.

Những khí cụ được phát triển theo kinh nghiệm hiếm khi xem xét đến lực. Nhưng các bác sĩ vẫn sử dụng những khí cụ theo cơ chế như vậy để điều trị cá nhân hóa. Bởi vì chúng được điều khiển bởi hình dạng thay vì được điều khiển bởi lực. Bác sĩ chỉnh nha sẽ giảng dạy về các hình dạng và cấu hình khác nhau để tạo ra sự di chuyển răng mong muốn. Cách thức học này không phải là vô lý, vì những hình dạng được kiểm soát có thể tạo ra những độ lệch nhất định của dây, và những độ lệch này liên quan đến lực tạo ra.

Tuy nhiên, do rất nhiều biến thiên giải phẫu giữa các bệnh nhân khác nhau, nên việc sử dụng chung một hình dạng chuẩn cho mắc cài hoặc dây cung không phải lúc nào cũng tạo ra kết quả mong muốn.

Tất cả các phương thức điều trị chỉnh nha, bao gồm loại mắc cài, dây cung và kỹ thuật khác nhau, đều có thể được cải thiện bằng cách áp dụng đúng cơ sinh học; tuy nhiên, phần lớn điều trị chỉnh nha lâm sàng ngày nay vẫn được thực hiện mà không xem xét đến lực hoặc hệ lực.

Điều này cho thấy nhiều bác sĩ lâm sàng vẫn tin rằng kiến thức nền tảng và việc áp dụng cơ sinh học ít có liên quan đến điều trị hằng ngày.

Bây giờ hãy xem xét một số lý do cụ thể tại sao bác sĩ chỉnh nha hiện đại cần có nền tảng vững chắc về cơ sinh học và những cách thực tiễn mà nền tảng này sẽ nâng cao hiệu quả điều trị.

Tối ưu hóa sự di chuyển răng và neo chặn

Việc áp dụng đúng lực và mômen rất cần thiết để kiểm soát hoàn toàn quá trình di chuyển răng, ảnh hưởng đến tốc độ di chuyển, nguy cơ tổn thương mô và đáp ứng đau.

Hơn nữa, cần có các trục quay khác nhau (trục quay xác định bởi tỷ số mômen/lực được tác dụng tại mắc cài). Ví dụ, nếu muốn làm nghiêng một răng cửa về phía lưỡi quanh một trục quay gần trung tâm chân răng, thì cần một lực hướng về phía lưỡi tác dụng tại mắc cài. Nếu trục quay nằm tại chóp răng thì hệ lực phải thay đổi. Khi đó phải tác dụng một lực hướng về phía lưỡi và torque chân răng (lingual root torque) về phía lưỡi với một tỷ số thích hợp.

Những nguyên lý cơ sinh học này có liên quan đến tất cả các phương pháp và khí cụ chỉnh nha, gồm cả khí cụ ngoài mặt, khí cụ chức năng, cơ học sliding, loop, cung liên tục, cung phân đoạn và thun liên hàm. Phần cứng chỉ là phương tiện để tạo ra hệ lực mong muốn.

Quan trọng không kém sự di chuyển răng chủ động là kiểm soát các răng khác để chúng không xuất hiện những di chuyển ngoài ý muốn, thường được gọi là neo chặn, phụ thuộc một phần vào việc kết hợp và lựa chọn lực tối ưu.

Một số bác sĩ chỉnh nha có thể cho rằng neo chặn được quyết định bởi những yếu tố độc lập với lực. Ví dụ, quan niệm rằng càng nhiều răng thì neo chặn càng lớn là một cái nhìn rất hạn chế. Việc điều khiển lực có thể hiệu quả hơn để tăng cường neo chặn, thay vì chỉ tăng số lượng răng neo chặn, chẳng hạn như dùng chuyển động nghiêng đối kháng với chuyển động tịnh tiến để tăng neo chặn thay vì tăng số lượng răng neo chặn lên.

Tất cả các dây cung đều tạo ra nhiều tác động. Nhiều tác động trong số đó là ngoài ý muốn và cũng được xem là mất neo chặn. Hay nói cách khác, một sai khớp cắn mới được tạo ra, dẫn đến thời gian điều trị tăng lên.

Giả sử có thể thực hiện chuyển động tịnh tiến của răng với tốc độ 1 mm mỗi tháng. Ở một bệnh nhân chỉnh nha điển hình thì hiếm khi sự di chuyển răng vượt quá 5 mm. Nếu không tính thời gian chờ đợi cho sự tăng trưởng thì tổng thời gian điều trị đáng lẽ phải không quá 5 tháng. Vậy tại sao điều trị lại luôn kéo dài hơn mốc đó? Thông thường là vì cần thêm thời gian để sửa chữa các tác dụng phụ.

Lựa chọn hoặc thiết kế một khí cụ mới

Các khí cụ mới và những biến thể của các khí cụ hiện tại liên tục được giới thiệu trong nhiều bài báo hoặc tại các hội nghị mới. Vậy cách tốt nhất để đánh giá những khí cụ này là gì? Thường là sẽ thử nghiệm chúng trong thực hành lâm sàng. Tuy nhiên, đánh giá như thế này sẽ rất hạn chế vì có nhiều biến thiên trong sai khớp cắn. Hơn nữa, phương pháp này tốn thời gian và không công bằng với bệnh nhân. Vì điều trị kéo dài trong thời gian rất lâu, nên có khi phải mất nhiều năm mới đưa ra được kết luận về hiệu quả của một khí cụ mới.

Cách tiếp cận tốt hơn là đánh giá dựa trên các nguyên lý cơ sinh học. Vẽ sơ đồ lực dễ dàng hơn nhiều so với việc thử nghiệm một quá trình điều trị kéo dài, đặc biệt khi xét đến phần lớn các khí cụ và kỹ thuật mới thường không tồn tại được theo thời gian. Làm việc với một cây bút chì và tờ giấy (hoặc máy tính) hiệu quả hơn nhiều so với việc trải qua phương pháp thử trong miệng đầy khó khăn và tốn thời gian.

Giả sử hiện tại ta đã lựa chọn được khí cụ tốt nhất cho bệnh nhân. Nhưng vẫn còn nhiều yếu tố đòi hỏi quyết định cơ sinh học đúng đắn. Ví dụ, ta nên sử dụng dây cung kích thước nào? Dây Ni-Ti siêu đàn hồi 0,014 inch không giống với dây Nitinol 0,014 inch. Hay lựa chọn giữa dây cung thép không gỉ (SS) 0,016 inch và 0,018 inch cũng có ý nghĩa khác biệt đáng kể. Dây lớn hơn tạo ra lực gần gấp đôi.

Nghiên cứu và đánh giá kết quả điều trị

Khi bệnh nhân đến hẹn, đôi khi bác sĩ nhận thấy có những thay đổi khó giải thích. Tại sao bây giờ lại xuất hiện cắn hở hoặc một tương quan ngược mới, hoặc tại sao sai khớp cắn không được cải thiện? Những sự thay đổi không mong đợi này có thể được quy cho thay đổi sinh học, hoặc có thể bác sĩ cho rằng khí cụ (hay nhà sản xuất) không phù hợp.

Trên thực tế, phần lớn các vấn đề lâm sàng hình thành trong quá trình điều trị có thể được giải thích bởi sự sai lệch khỏi các nguyên lý cơ sinh học đúng đắn.

Do đó, hiểu biết về cơ sinh học ứng dụng cho phép bác sĩ chỉnh nha xác định cả lý do tại sao lại có thay đổi điều trị khó hiểu ngoài ý muốn cũng như cần làm gì để sửa chữa nó. Đôi khi hệ lực gần như hoàn toàn sai; hay là có khi chỉ một thay đổi nhỏ trong hệ lực cũng có thể tạo ra cải thiện đáng kể.

Các hệ lực và “liều lượng” lực không chỉ quyết định sự dịch chuyển răng hoặc xương cùng với quá trình tái cấu trúc đi kèm; mà những thay đổi bệnh lý không mong muốn liên quan đến phá hủy mô cũng có thể xảy ra. Tiêu chân răng, mất xương ổ răng và đau là những sự cố không mong muốn thường gặp trong quá trình điều trị.

Thuật ngữ khoa học hơn

Nhiều thuật ngữ chỉnh nha chuyên biệt tạo thành hệ thống thuật ngữ chuyên ngành thiếu chính xác và khó hiểu đối với người thuộc các lĩnh vực khác.

Chẳng hạn bác sĩ chỉnh nha nói về “torque” thì đôi khi nó có nghĩa là một moment (ví dụ, hệ thống lực), nhưng vào những lúc khác, nó lại có nghĩa là độ nghiêng răng (ví dụ, “răng cửa hàm trên cần torque nhiều hơn”). Sự thiếu chính xác dẫn đến việc sử dụng khí cụ sai, sẽ được thảo luận ở phần sau.

Cách dạy cũ chủ yếu là dạy chế tạo khí cụ. Điều trị bệnh nhân chỉ đơn giản là làm theo một kỹ thuật, chẳng hạn như dạy cách tạo hình một cung để điều chỉnh: “Hãy xem thầy bẻ tip-back như thế nào, rồi làm giống như vậy.”

Sự nhấn mạnh nằm ở hình dạng, và vì vậy ta có thể gọi đây là chỉnh nha định hướng bởi hình dạng. Còn cách tiếp cận cơ cơ sinh học thì lại nhấn mạnh về các nguyên lý và hệ thống lực, tức là chỉnh nha định hướng bởi lực, là chủ đề của cuốn sách này.

Với thuật ngữ rõ ràng và nguyên lý khoa học vững chắc, học viên chỉnh nha có thể hiểu tốt hơn cách chế tạo và sử dụng bất kỳ khí cụ mới hoặc cấu hình mới nào, giúp rút ngắn thời gian và giảm nhầm lẫn trong việc giảng dạy.

Người ta cho rằng cần nhiều năm kinh nghiệm để hoàn thành quá trình đào tạo một bác sĩ chỉnh nha, thậm chí có thể lên đến 10 năm. Nhưng thực ra đó là khoảng thời gian cần thiết để mắc sai lầm và học hỏi từ những sai lầm của bản thân. Nếu sinh viên hiểu được cơ sở cơ sinh học của một khí cụ ngay từ đầu thì nhiều sai lầm phổ biến sẽ không bao giờ xảy ra.

Khi các khí cụ mới được phát triển, bác sĩ chỉnh nha có kinh nghiệm có thể hiểu tốt hơn về “cách thức” và “lý do” để sử dụng chúng, nhờ đó rút ngắn được khoảng thời gian học. Quan trọng hơn là sẽ có ít sai sót. Các bài giảng tại những hội nghị cũng sẽ ngắn hơn và dễ hiểu hơn.

Khả năng chuyển giao kiến thức giữa các khí cụ

Bác sĩ chỉnh nha có thể cảm thấy thoải mái khi đã quen điều trị với một khí cụ nhất định vì việc điều trị đã có kết quả tốt và thành thói quen thường quy. Tuy nhiên, nếu họ muốn chuyển sang một khí cụ khác (ví dụ, chuyển từ chỉnh nha mặt ngoài sang chỉnh nha mặt lưỡi) thì cơ học có thể không còn giống nhau.

Khi các khí cụ chỉnh nha mặt lưỡi được giới thiệu cách đây vài năm, một số bác sĩ chỉnh nha gặp khó khăn vì cơ học của chúng không tạo ra tác dụng ở mặt lưỡi tương tự như ở mặt ngoài. Các nguyên lý cơ sinh học thì xác định hệ thống lực tương đương ở mặt lưỡi rất đơn giản để áp dụng.

Ưu điểm của kiến thức cơ sinh học

Trước kia, bác sĩ lâm sàng và công ty chỉnh nha đã từng đưa ra nhiều tuyên bố phóng đại về tính ưu việt của các khí cụ hoặc kỹ thuật, như các thuật ngữ controlled (có thể kiểm soát được), hyper (siêu), biologic (tương hợp sinh học) và frictionless (không ma sát).

Cách phòng ngừa tốt nhất trước những hoạt động tiếp thị kiểu này là cảnh giác và luôn áp dụng khoa học cơ sinh học. Những gì có vẻ khả thi sẽ trở nên rõ ràng là không khả thi nếu các nguyên lý nền tảng được hiểu rõ. Ví dụ chiếc bình trong bức tranh của Jacques Carelman trông có vẻ hợp lý, nhưng nó sẽ không thể rót cà phê (Hình 1-1).

Mặt khác, một nền tảng cơ sinh học vững chắc có thể khiến những điều tưởng như không thể trở thành khả thi. Ví dụ một chai rượu vang đầy được đặt trong một giá đựng cong. Giá không được gắn cố định vào bàn, vì vậy người ta có thể nghĩ rằng chai sẽ bị đổ, nhưng thực tế nó không đổ (Hình 1-2).

Hình 1-3a cho thấy một lò xo phụ chân răng trên cung edgewise được thiết kế để di chuyển chân răng cửa hàm trên về phía lưỡi. Liệu việc này có thể thực hiện được hay không? Khi đó cần một lực hướng về phía ngoài để đưa lò xo vào vị trí (Hình 1-3b).

Sau khi đưa vào, lò xo được uốn để đẩy về phía trong (phía lưỡi), lên vùng cổ của thân răng nhằm tạo mômen đẩy chân răng nghiêng trong. Điều dễ bị bỏ qua trong tình huống này là dây hình chữ nhật nằm trong khe mắc cài sẽ tạo ra một lực bằng và ngược chiều, cùng với mômen xoắn chân răng về phía ngoài, khiến khí cụ này không thể hoạt động được (Hình 1-3c).

Nếu đặt lò xo này lên một dây tròn hoặc dây có kích thước nhỏ hơn thì mới làm cho cơ chế này có thể hoạt động được (Hình 1-3d).

Xem tiếp phần 2 tại đây.

Nguồn: Burstone’s Biomechanical Foundation of Clinical Orthodontics – Kwangchul Choy.