In vivo assessment of natural tooth color, pulp vitality and root morphology afetr combined orthodontic - orthognathic surgery involving maxillary Le Fort I osteotomy

Abstract

Through the use of the Laser Doppler Flowmetry, pulpal blood flow impairments associated with Le Fort I surgery were widely presented in the literature. More recently, such effects could also be seen in Sagittal Split Ramus Osteotomy cases. Moreover, adverse effects of orthognathic surgery on tooth color and periodontal tissues were also reported. Based on data, a controlled clinical study was designed to investigate possible tooth color changes on the upper and lower incisors, root resorption and vitality issues after combined orthodontic-orthognathic surgery. Tooth color was assessed with the use of a spectrophotometer. Root length was assessed with the use of cone beam computerized tomography (CBCT) images. Finally, pulp vitality was measured with a digital pulp tester and a cold test procedure. For the estimation of sample size a power analysis according to the formula of Brown and Prescott was conducted. This formula is useful for repeated measurements on variables that follow the normal distribution and do not violate the sphericity assumption. The reliability of the examiner was successfully tested with the use of Bland and Altman’s analysis and a regression analysis. The study included 26 patients divided in 3 groups. The study group included 6 orthognathic patients. The untreated control group included 11 patients receiving no treatment, whereas, the standard orthodontic treatment control group included 9 patients. The main analysis of the results, revealed a color change with darkening and a shift to green and blue in the surgical group. To further investigate this tooth color change, the surgical group was divided into two subgroups; Subgroup I (3patients receiving Le Fort I and SSRO) and Subgroup II (3 receiving SSRO only). A first supplementary analysis was then conducted on the lower teeth and revealed a more pronounced color change and darkening on lower teeth of the Subgroup II patients. A second supplementary analysis was then conducted on the upper teeth and revealed a pronounced reduction on all color parameters of Subgroup I patients (subgroup including the Le Fort I osteotomy) and a small but significant color change and darkening on Subgroup II. The former supplementary analysis showed that the larger surgical movements on the mandible; when a single SSRO was performed had an increased effect on the color of the lower incisors. The latter showed that when surgery included Le Fort I osteotomy more pronounced effects appear on the maxillary incisors. A statistical significant root resorption was detected on the surgical patients but remained of minor clinical importance. Finally, the statistical analysis showed no significant pulp vitality impairments. On the one hand, our findings indicate that color changes and root resorption may occur in patients receiving combined orthodontic-orthognathic surgery. Not only were patients who were receiving Le Fort I surgery prone to these changes, but so were patients also receiving sagittal spit ramus osteotomy, or a combination of both. On the other hand, no tooth vitality issues were associated with orthognathic surgery.

Με τη χρήση της ροομετρίας λέιζερ καταδείχθηκαν στη διεθνή βιβλιογραφία διαταραχές της πολφικής αιματικής ροής που σχετίζονται με την Le Fort I οστεοτομία της άνω γνάθου, καθώς και με την οβελιαία οστεοτομία της κάτω γνάθου- Sagittal Split Ramus Osteotomy (SSRO). Επιπλέον, αναφέρθηκαν ανεπιθύμητες επιδράσεις στο χρώμα των δοντιών και στους περιοδοντικούς ιστούς. Με βάση αυτά τα δεδομένα σχεδιάστηκε μια ελεγχόμενη κλινική μελέτη για να διερευνηθούν πιθανές αλλαγές στο χρώμα των άνω και κάτω τομέων, πιθανές απορροφήσεις ριζών και επιδράσεις στη ζωτικότητα του πολφού, μετά από συνδυασμένη ορθοδοντική ορθογναθική χειρουργική επέμβαση. Το χρώμα των δοντιών αξιολογήθηκε με τη χρήση φασματοφωτομέτρου. Το μήκος της ρίζας αξιολογήθηκε με τη χρήση εικόνων υπολογιστικής τομογραφίας κωνικής δέσμης (CBCT). Τέλος, μετρήθηκε η ζωτικότητα του πολφού με έναν ψηφιακό πολφοδοκιμαστήρα, καθώς και με δοκιμασία ψυχρού. Για την εκτίμηση του μεγέθους δείγματος πραγματοποιήθηκε ανάλυση ισχύος σύμφωνα με τον τύπο των Brown και Prescott για επαναλαμβανόμενες μετρήσεις σε μεταβλητές που ακολουθούν την κανονική κατανομή και δεν παραβιάζουν την υπόθεση της σφαιρικότητας. Η αξιοπιστία του εξεταστή ελέγχθηκε επιτυχώς με τη χρήση της ανάλυσης Bland και Altman και με ανάλυση παλινδρόμησης. Η μελέτη περιελάμβανε 26 ασθενείς χωρισμένους σε 3 ομάδες. Η Ομάδα Μελέτης περιελάμβανε 6 ορθογναθικούς ασθενείς. Η Ομάδα Ελέγχου Ι που δεν υποβλήθηκε σε θεραπεία περιελάμβανε 11 ασθενείς, ενώ η Ομάδα Ελέγχου ΙΙ με συμβατική ορθοδοντική θεραπεία περιελάμβανε 9 ασθενείς. Η κύρια ανάλυση των αποτελεσμάτων αποκάλυψε μια αλλαγή χρώματος με μείωση της φωτεινότητας και μια μετατόπιση προς το πράσινο και μπλε στη χειρουργική ομάδα (Ομάδα Μελέτης). Για να διερευνηθεί περαιτέρω αυτή η αλλαγή χρώματος των δοντιών, η Ομάδα Μελέτης χωρίστηκε σε δύο υποομάδες, την Υποομάδα Ι (3 ασθενείς με Le Fort I και SSRO) και την Υποομάδα ΙΙ (3 ασθενείς μόνο με SSRO). Μια πρώτη συμπληρωματική ανάλυση πραγματοποιήθηκε στη συνέχεια στα κάτω δόντια και αποκάλυψε μια πιο έντονη αλλαγή χρώματος και μείωση της φωτεινότητας στους ασθενείς της Υποομάδας ΙΙ. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε μια δεύτερη συμπληρωματική ανάλυση στα άνω δόντια και αποκάλυψε μια εκτενή μείωση σε όλες τις παραμέτρους χρώματος των ασθενών της Υποομάδας Ι (υποομάδα που συμπεριλαμβάνει την οστεοτομία Le-Fort I) και μια μικρή αλλά στατιστικά σημαντική αλλαγή χρώματος και μείωση της φωτεινότητας στην Υποομάδα II. Η πρώτη συμπληρωματική ανάλυση έδειξε ότι οι μεγαλύτερες χειρουργικές μετακινήσεις στην κάτω γνάθο, όταν πραγματοποιήθηκε μεμονωμένη SSRO, είχαν αυξημένη επίδραση στο χρώμα των κάτω τομέων. Η δεύτερη έδειξε ότι όταν η χειρουργική επέμβαση συμπεριέλαβε την οστεοτομία Le Fort I εμφανίστηκαν πιο έντονες μεταβολές και μεγάλη μείωση της φωτεινότητας στους άνω τομείς. Μια στατιστικά σημαντική απορρόφηση ριζών ανιχνεύθηκε στους χειρουργικούς ασθενείς, αλλά ήταν μικρής κλινικής σημασίας. Τέλος, η στατιστική ανάλυση δεν έδειξε σημαντικές διαταραχές της ζωτικότητας των τομέων μετά από ορθογναθική χειρουργική. Τα ευρήματά μας υποδεικνύουν ότι οι αλλαγές χρώματος και η απορρόφηση των ριζών μπορεί να συμβούν σε ασθενείς που λαμβάνουν συνδυασμένη ορθοδοντική-ορθογναθική χειρουργική επέμβαση. Οι παραπάνω επιδράσεις μπορούν να εμφανιστούν όχι μόνο κατά την Le Fort I αλλά και κατά την SSRO αλλά και τον συνδυασμό των δύο. Από την άλλη πλευρά, διαταραχές της ζωτικότητας των δοντιών δεν συσχετίστηκαν με την ορθογναθική χειρουργική.