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歯列矯正器具（矯正用ブレース、または単にブレースとも呼ばれる）は、歯並びを整え、噛み合わせに合わせて歯の位置を調整し、口腔衛生の改善を目指す歯科矯正で使用される装置です。下顎前突、不正咬合、上顎前突、開咬、歯間空隙、過蓋咬合、交叉咬合、歯並びの乱れ、その他歯や顎の様々な欠陥の矯正によく用いられます。ブレースには、審美的なものと構造的なものがあります。歯列矯正器具は、口蓋や顎を広げたり、歯や顎の形を整えたりするために、他の歯科矯正器具と併用されることもよくあります。
歯列矯正器具は、歯並びを整え、噛み合わせの異常を矯正するための装置です。歯の噛み合わせには様々な自然な問題がありますが、誰もが歯列矯正を必要とするわけではありません。
しかし、矯正器具の使用は、医学的に必要でない場合でも非常に一般的です。美容目的での使用は、先進 国でより一般的です。従来の金属製矯正器具の目立ちを克服するために、現在ではほぼ透明な矯正器具があります。矯正器具は歯の裏側に装着できるため、外からは見えません。[ 1 ]
歯列矯正装置を装着すると、歯に力と圧力が加わり、歯が動きます。従来は、ブラケット、接着材、アーチワイヤー、リガチャーエラスティック（「Oリング」とも呼ばれる）の4つの基本要素が使用されていました。アーチワイヤーがブラケットと歯に圧力をかけると、歯が動きます。特定の方向にさらに力を加えるために、バネやゴムバンドが使用されることもあります。[ 2 ]
矯正器具は一定の圧力をかけ、時間をかけて歯を目的の位置に移動させます。この過程で歯が緩み、その後、新しい骨が成長して歯を新しい位置で支えます。これを骨リモデリングと呼びます。骨リモデリングは、持続的な荷重負荷活動に応じて骨を強化し、荷重負荷がない場合には骨を弱める生体力学的プロセスです。骨は破骨細胞と骨芽細胞と呼ばれる細胞で構成されています。骨吸収には2つの異なる種類があります。歯槽骨の裏打ち細胞から始まる直接吸収と、歯周靭帯が過度の圧縮応力にさらされたときに発生する間接的または逆行性吸収です。[ 3 ]歯の移動に関連するもう1つの重要な要因は骨沈着です。骨沈着は、歯周靭帯が伸張されたときに発生します。骨沈着がないと、歯が緩み、歯の移動方向より遠心側に空隙が生じます。[ 4 ]
矯正歯科治療は、矯正歯科の訓練を受けた免許取得済みの歯科医師であれば誰でも提供できます。北米では、ほとんどの矯正歯科治療は矯正歯科医によって行われます。矯正歯科医とは、歯列不正（歯並び、顎のずれ、またはその両方）の診断と治療を専門とする歯科医師です。歯科医師は、矯正歯科の専門医資格を取得するために、さらに2～3年間の卒後研修を修了する必要があります。一般開業医の中にも、矯正歯科治療を提供している医師は多くいます。
最初のステップは、患者に矯正装置が適しているかどうかを判断することです。医師は患者と相談し、歯を視覚的に検査します。矯正装置が適切であれば、レントゲン、型取り、印象採取を行うための記録予約が設定されます。これらの記録を分析して、問題点と適切な処置を決定します。矯正歯科業界では、デジタルモデルの使用が急速に増加しています。デジタル治療は、患者の歯列の3次元デジタルモデルの作成から始まります。このモデルは、歯型を使用して作成された石膏モデルをレーザースキャンすることによって作成されます。コンピューターによる自動治療シミュレーションは、歯茎と歯を自動的に分離し、不正咬合を適切に処理する機能を備えています。このソフトウェアにより、臨床医は仮想環境で、選択した治療が最小限のユーザー入力で最適な結果をもたらすことを確認できます。矯正装置は調整後に不快感を引き起こすことが知られています。実際、一部の矯正歯科医は、痛みを和らげるために特定の種類の歯茎を推奨しています。
治療期間は、問題の複雑さや種類によって6ヶ月から2年半まで幅があります。重症例では顎矯正手術が必要となる場合もあります。矯正装置を装着する約2週間前には、バンドを装着するための十分なスペースを確保するために、奥歯を広げるためのスペーサーが必要になる場合があります。
矯正する歯には、セメントが歯の表面に接着するのを助ける接着剤が塗布されます。ほとんどの場合、歯にバンドが装着され、その後ブラケットが追加されます。ブラケットは歯科用セメントで装着され、硬化するまで光を照射して硬化させます。このプロセスは通常、歯1本あたり数秒かかります。必要に応じて、後日臼歯バンドを装着するためのスペースを確保するために、臼歯間に矯正用スペーサーが挿入される場合があります。ブラケットが確実に固定されるように、臼歯バンドが必要です。また、歯の詰め物やその他の歯科治療によってブラケットを歯に固定することが不可能な場合にもバンドが使用されます。矯正用チューブ（ワイヤーを通すことができるステンレス鋼のチューブ）は、臼歯チューブとも呼ばれ、化学硬化または光硬化接着剤によって臼歯に直接接着されます。通常、臼歯チューブは、臼歯に装着する金属リングであるバンドに直接溶接されます。直接接着された臼歯チューブは、グラスアイオノマーセメントで接着された臼歯バンドと比較して、失敗率が高い。矯正用ブラケット、接着チューブ、またはバンドの失敗は、患者の治療期間全体を増加させる。光重合型接着剤を使用して臼歯に直接接着された矯正用チューブと比較して、グラスアイオノマーセメントで接着された臼歯バンドに関連するエナメル質の脱灰が少ないことを示唆する証拠がある。データが限られているため、より確固たる結論を導き出すには、さらなる証拠が必要である。[ 7 ]
アーチワイヤーはブラケット間に通され、ゴム製または金属製の結紮糸で固定されます。結紮糸は様々な色があり、患者は好みの色を選ぶことができます。アーチワイヤーは、望ましい結果を得るために、頻繁に曲げたり、形を整えたり、締め付けたりします。
現代の矯正歯科では、ニッケルチタン製のアーチワイヤーや温度変化に反応する材料が頻繁に用いられています。冷たい状態では、アーチワイヤーは柔らかく柔軟性があり、あらゆる形状のブラケットに容易に通すことができます。体温まで温まると、アーチワイヤーは硬化して形状を維持しようとするため、歯に一定の弱い力が加わります。
フック付きのブラケットを装着することも、フックを作成してアーチワイヤーに取り付け、そこにゴムバンドを取り付けることもできます。ゴムバンドの装着位置や形状は、治療方針や患者によって異なります。ゴムバンドは、直径、色、サイズ、強度など、さまざまな種類があります。また、一般的には、着色タイプと透明／不透明タイプの2種類が用意されています。
矯正装置の種類によって装着方法は異なりますが、装着前に歯型を取るという最初のステップなど、共通点もあります。例えば、透明な矯正装置の場合、患者の歯型を採取して一連のトレーを作成し、それを保護用マウスピースのように患者の口に装着します。一部の矯正装置では、ブラケットを患者の口に合わせてカスタマイズされた特殊な形状に装着するため、装着時間を大幅に短縮できます。
多くの場合、口の中にすべての歯がきちんと収まるだけのスペースがありません。このような場合にスペースを確保するには、主に2つの方法があります。1つは抜歯で、歯を抜いてスペースを広げます。もう1つは拡張で、口蓋拡張装置を使って口蓋または歯列弓を広げます。拡張装置は子供にも大人にも使用できます。大人の歯列弓はすでに癒合しているため、手術で骨を分離しない限り口蓋を拡張することはできません。拡張装置は手術なしで大人に使用できますが、口蓋ではなく歯列弓を拡張するために使用されます。
小児や10代の患者、そしてまれに成人の患者は、特定の歯が動かないようにするため、初期治療段階の一環としてヘッドギア装置を装着する必要がある場合があります（ヘッドギアとフェイスマスク装置の詳細については、「矯正用ヘッドギア」を参照してください）。矯正装置が歯に圧力をかけると、歯周膜は片側が伸び、もう片側が圧縮されます。この動きはゆっくりと行う必要があり、そうしないと患者は歯を失うリスクがあります。これが、矯正装置を長期間装着し、調整を頻繁に行わない理由です。
歯列矯正装置は通常、3～6週間ごとに調整されます。これにより、歯が正しい位置に移動します。調整の際には、矯正歯科医がアーチワイヤーを固定している色付きのリガチャーまたは金属製のリガチャーを取り外します。その後、アーチワイヤーが取り外され、交換または調整される場合があります。アーチワイヤーが口の中に戻されたら、患者は新しいゴム製のリガチャーの色を選ぶことができ、それが金属製のブラケットに取り付けられます。調整の過程で多少の不快感を感じることがありますが、これは正常なことです。
患者は、矯正装置を外した後、保定装置の使用に備えて歯を準備し、歯肉の輪郭を改善するために、歯肉切除術や歯肉挙上術などの矯正後手術が必要になる場合があります。矯正治療後、患者は一定期間、歯並びを維持するために透明なプレートを使用できます。治療後、患者は通常6か月間透明なプレートを使用します。治療が長期にわたり困難な患者の場合、歯が元の状態に戻らないように、歯の裏側に固定ワイヤーが取り付けられます。[ 8 ]
歯が元の位置に戻らないようにするため、治療完了後にリテーナーを装着します。リテーナーは、矯正治療の活動期後に歯を支える組織が再編成されるのに十分な期間、歯の位置を維持・安定させるのに役立ちます。患者がリテーナーを適切に、または適切な時間装着しないと、歯が元の位置に戻ってしまう可能性があります。通常の矯正装置では、ホーレーリテーナーが使用されます。これは、歯を囲む金属製のフックと、患者の口蓋に合うように成形されたアクリル製のプレートで構成されています。透明な取り外し可能な矯正装置では、エシックスリテーナーが使用されます。これは、元のアライナーに似ており、歯にしっかりと装着され、口蓋に装着するプレートなしで所定の位置に留まる透明なプラスチック製のトレーです。また、ワイヤーを歯の舌側（通常は下顎のみ）に永久的に接着する接着式リテーナーもあります。
上顎前突を効果的に矯正するには、ヘッドギアを毎日12～22時間装着する必要があり、通常、上顎前突の重症度、装着時間、患者の成長段階に応じて12～18ヶ月間装着します。通常、処方される1日の装着時間は14～16時間で、顎と歯列弓の位置を維持するための一次治療後の段階としてよく使用されます。ヘッドギアは、患者が睡眠中に夜間に使用できます。[ 9 ]
矯正用ヘッドギアは通常、3つの主要な構成要素から成ります。
ヘッドギアは、II級不正咬合の矯正において、歯科矯正医にとって最も有用な装置の一つです。詳しくは「矯正用ヘッドギア」のセクションをご覧ください。
プレフィニッシャーは、患者の顎による強い圧力によって患者の歯に成形されます。その後、ユーザーは一定時間、口の中で10～15秒間、プレフィニッシャーに力を加えます。このプロセスの目的は、プレフィニッシャーに力を加える時間を長くすることです。適切なリテーナーを装着する準備ができていない歯の場合、矯正歯科医はプレフィニッシャーなどの既成の仕上げ用装置の使用を処方することがあります。この装置は、歯と歯の間の隙間、上下の顎の間の小さな隙間、その他の軽微な問題を改善します。
ファトマ・ボケ、カグリ・ガジオグル、セルヴィ・アッカヤ、ムラト・アッカヤの歯科研究者グループは、「矯正治療と歯肉の健康の関係」というタイトルの研究を実施しました。その結果、一部の矯正治療は歯肉炎、つまり歯肉疾患を引き起こすことが示されました。研究者らは、自然な力を利用するために使用される機能的な装置（噛み合わせの整列を改善するなど）は、通常、治療後に歯肉に大きな影響を及ぼさないと結論付けました。[ 10 ]しかし、ほとんどの人が装着するブレースなどの固定式装置は、大多数の患者で目に見えるプラーク、目に見える炎症、歯肉退縮を引き起こす可能性があります。ブレースを装着している患者の歯の周りにプラークが形成されることは、プラークコントロールに関係なくほぼ避けられず、軽度の歯肉炎を引き起こす可能性があります。しかし、ブレースを装着している人が歯を丁寧に磨かないと、プラークが形成され、より重度の歯肉炎と歯肉退縮につながります。
固定式矯正装置の装着と活性化後に痛みを感じることは非常に一般的であり、これに対処するためにいくつかの方法が提案されています。 [ 11 ] [ 12 ]矯正治療に伴う痛みは、歯に加わる力の量に比例して増加します。矯正装置を介して歯に力が加わると、歯を周囲の骨に取り付けている線維への血流が減少します。この血流の減少により炎症が起こり、痛みの反応を刺激するいくつかの化学因子が放出されます。矯正の痛みは、局所または全身に適用される鎮痛剤の使用を含む薬理学的介入によって管理できます。これらの鎮痛剤は、オピオイド、非ステロイド性抗炎症薬（NSAID）、パラセタモール、局所麻酔薬の4つの主要なカテゴリに分けられます。これらの鎮痛剤のうち最初の3つは、矯正の痛みを軽減するために一般的に全身に投与されます。[ 13 ]
2017年のコクランレビューでは、矯正治療中の疼痛緩和のための薬理学的介入が評価されました。この研究では、鎮痛薬が矯正治療に伴う痛みを軽減するという中程度の質の証拠があると結論付けられました。しかし、証拠が不足しているため、全身性NSAIDがパラセタモールよりも効果的かどうか、また局所NSAIDが局所麻酔よりも矯正治療に伴う痛みの軽減に効果的かどうかは不明でした。これらの特定の比較を調査するには、より質の高い研究が必要です。[ 13 ]
矯正装置によって得られる歯の移動は、ほとんどの場合、ある程度の歯根吸収を引き起こします。この副作用が歯への実際の臨床的損傷とみなされるほど大きいのはごく少数のケースのみです。まれに、歯根吸収のために歯が抜け落ちたり、抜歯しなければならなくなることがあります。[ 14 ] [ 15 ]
紀元前400～300年頃、ヒポクラテスとアリストテレスは歯並びを整え、さまざまな歯の症状を改善する方法について考察した。考古学者は、歯に金属製のバンドが巻かれているように見えるミイラ化した古代の人々を多数発見している。動物の腸の天然繊維から作られた一種の紐であるキャットガットは、歯や口の隙間を埋めるという点で、今日の矯正用ワイヤーと同様の役割を果たしていた。[ 16 ]
エトルリア人は、死後の世界で歯の隙間を保ち、歯が崩れるのを防ぐために、歯列矯正器具を装着したまま死者を埋葬しました。ローマ時代の墓からは、結紮線として記録された金線で縛られた歯が多数発見されました。結紮線とは、アーチワイヤーをブラケットに固定するために使用される小さな弾性ワイヤーのことです。クレオパトラでさえ、歯列矯正器具を装着していました。ローマの哲学者で医師のアウルス・コルネリウス・ケルススは、指圧による歯の治療を初めて記録しました。残念ながら、証拠の不足、遺体の保存状態の悪さ、原始的な技術のため、歯科医療が専門職として大きく進歩していた17世紀頃まで、歯列矯正器具に関する研究はほとんど行われませんでした。
歯列矯正は18世紀から19世紀にかけて本格的に発展し始めました。1728年、現代歯列矯正の創始者とされるフランスの歯科医ピエール・フォシャールは、歯並びを整える方法についての著書『外科医歯科医』を出版しました。フォシャールは、自身の診療において、口蓋を広げるのに役立つ馬蹄形の鉄片である「バンドー」と呼ばれる器具を使用していました。1754年、フランス国王の歯科医であったもう一人のフランス人歯科医ルイ・ブルデは、フォシャールの著書に続いて『歯科医の技』を出版し、歯並びの整列と応用に関する章を設けました。彼は「バンドー」を改良し、歯の叢生を解消し顎の成長を促進するために小臼歯の抜歯を推奨した最初の歯科医として記録されています。
歯列矯正や口蓋矯正は、残存歯の配列を改善するために古くから行われてきたが、独立した学問分野としての矯正歯科は、19世紀半ばまで本格的に確立されなかった。数名の著名な歯科医が、矯正器具の改良を可能にする特殊な器具や道具を開発し、歯科矯正の発展に貢献した。
1819年、クリストフ・フランソワ・デラバールはワイヤークリブを導入し、これが現代矯正歯科の誕生を告げました。また、ゴムバンドは1843年にメイナードによって初めて使用されました。タッカーは1850年にゴムチューブからゴムバンドを切り出した最初の人物です。歯科医、作家、芸術家、彫刻家であるノーマン・ウィリアム・キングスレーは1858年に矯正歯科に関する最初の記事を書き、1880年には著書『口腔変形に関する論文』を出版しました。ジョン・ナッティング・ファラーという歯科医は、 『歯の不規則性と矯正に関する論文』という2巻の著作で知られており、歯を動かすために一定の間隔で弱い力を加えることを最初に提案した人物です。
20 世紀初頭、エドワード・アングルは、クラス I、クラス II など、不正咬合の最初のシンプルな分類システムを考案しました。彼の分類システムは、歯の曲がり具合、歯の向き、歯の噛み合わせを説明する方法として、今日でも歯科医によって使用されています。アングルは、矯正装置や歯科用器具の設計に大きく貢献し、多くの簡略化を行いました。彼は最初の矯正歯科学校と大学を設立し、1901 年に米国矯正歯科学会を組織し、 1930 年代には米国矯正歯科学会(AAO) となり、1907 年に最初の矯正歯科雑誌を創刊しました。19 世紀後半から 20 世紀初頭にかけての矯正歯科におけるその他の革新には、1889 年に JJ ギルフォードによって出版された子供のための最初の矯正歯科教科書や、カルビン S. ケースとヘンリー アルバート ベイカーによって開拓されたゴムバンドの使用などがあります。
今日では、宇宙時代のワイヤー（歯科用アーチワイヤーとも呼ばれる）が矯正器具の締め付けに使用されています。1959年、海軍兵器研究所はニッケルとチタンの合金であるニチノールを開発しました。NASAはさらにこの材料の物理的特性を研究しました。[ 17 ] 1979年、ジョージ・アンドレアセン博士は、ニチノールワイヤーの超弾性に基づいて、矯正器具を固定する新しい方法を開発しました。アンドレアセンは一部の患者にこのワイヤーを使用し、後に治療全体に使用できることを発見しました。その後、アンドレアセンはすべての治療にニチノールワイヤーを使用し始め、その結果、歯科医の診察回数が減り、歯科治療費が削減され、患者の不快感が軽減されたと報告されました。
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