traitement orthodontique accéléré par corticotomies alvéolaires chirurgicales chez l’adulte

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  • International Orthodontics 2008 ; 6 : 355-373 355

    2008. CEO.dit par / Published by Elsevier Masson SAS.

    Tous droits rservs/All rights reservedArticle originalOriginal article

    Traitement orthodontique acclr par corticotomies alvolaires chirurgicales chez ladulte

    Acceleration of adult orthodontic treatment facilitated by surgical alveolar corticotomies

    Jean-Baptiste CHARRIER1, Farnaz Borhani BRYON2, Emmanuel RACY1, Marc STEVE3, Jean-Paul MONTEIL4, Serge BOBIN1

    1 MD PhD, Service dORL et de Chirurgie de la face et du cou. CHU de Bictre, AP-HP, Universit Paris Sud-11.2 DDS, Pratique librale, Svres (92).3 MD, Service de Chirurgie Maxillo-Faciale, Hpital d'Instruction des Armes Bgin, 69 avenue de Paris, 94163 Saint-Mand.4 MD, Service dORL et de Chirurgie de la face et du cou. CHU Lariboisire-Saint-Louis, AP-HP, Universit Paris 7.

    Correspondance et tirs part / Correspondence and reprints:J-B CHARRIER, Service dORL et de chirurgie de la face et du cou du Pr Bobin, CHU de Bictre, AP-HP, 78, avenue du Gnral Leclerc, 94275 Kremlin-Bictre Cedex, [email protected]

    RsumLa dure moyenne dun traitement orthodontique conventionnel chezladulte est comprise entre 18 et 24 mois. Cette dure peut tre unfrein la motivation des patients pour qui le traitement multi-attache peut tre considr comme dltre linsertion socioprofes-sionnelle. Plusieurs techniques ont t proposes afin de tenter dediminuer la dure dun traitement. Les techniques chirurgicales decorticotomies alvolaires ont fait lobjet de travaux cliniques et exp-rimentaux. Cependant, elles ont toujours t ralises de faon seg-mentaire, sur une dent ou un groupe de dents, mais jamais demolaire molaire sur une mme mchoire. Nous nous sommes int-resss cette technique, tant du point de vue de son efficacit et de satolrance chez lanimal que par les applications cliniques qui peuventen dcouler chez lhomme. Nous prsentons 3 cas de patients adultesrelevant dun traitement orthodontique et chirugical qui ont bnfi-ci de corticotomies vestibulaires et palatines, interdentaires et sus-apexiennes, ralises de faon concomitante lensemble du maxil-laire et la mandibule. La dure globale du traitement a t divisepar deux avec une tolrance excellente. Les avantages et les inconv-nients des corticotomies sont discuts la lumire de nos rsultatscliniques.

    Mots-cls Corticotomie alvolaire. Malocclusion. Chirurgie orthognathique.

    SummaryMean duration of conventional orthodontic treatment in adultsranges between 18 and 24 months. This period can deter thosepatients who perceive multi-attachment appliances as a hin-drance to their social and professional lives. Several techniqueshave been advanced to reduce treatment time. Surgical alveolarcorticotomy techniques have been tested clinically and experi-mentally. However, they have always been conducted segmen-tally on a tooth or group of teeth but never from molar to molar onthe same arch. We investigated these techniques for their effi-cacy and tolerance in animals as well as for possible clinicalapplications in man. We present 3 cases of adult patients requi-ring orthodontic and surgical treatment who were given buccaland palatal, interdental and supraapical corticotomies, performedconcomitantly on both jaws. Overall treatment time was halvedand tolerance was excellent. The benefits and drawbacks ofcorticotomies are discussed in the light of our clinical results.

    Key-words Alveolar corticotomy. Malocclusion. Orthognathic surgery.

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    Introduction

    Lutilisation de corticotomies sur los alvolaire des mchoirespermet des mobilisations dentaires plus rapides que lors duntraitement orthodontique conventionnel, avec pour consquenceun raccourcissement de la dure du traitement. Selon les auteurset les modalits de ralisation, les corticotomies de los alvolairepermettent de diminuer la dure du traitement orthodontique de2 4 fois. Ces dernires annes, la comprhension des mouve-ments dentaires induits par les corticotomies a volu de faonconsquente. Kle a dcrit le premier la technique des corticotomies chezlhomme. Il sagissait de corticotomies segmentaires inter-dentaires associes une ostotomie supra-apicale horizontaletransfixiante, traversant la totalit de los alvolaire (cortical etspongieux), afin de mobiliser un groupe de dents. Les rsultatstaient bons, parfois au prix de mortifications pulpaires [1]. Leprincipe tait de mobiliser des blocs dentaires indpendammentles uns des autres par cration dune saigne au sein de los corti-cal. Les forces de mobilisation ainsi appliques taient alorstransmises directement los spongieux et au ligament alvolo-dentaire travers cette solution de continuit corticale.Dans les annes 80, ltude orthopdique des foyers fracturairessur les os longs a conduit la description du concept de phno-mne rgional dacclration ou RAP (regional acceleratory phe-nomenon), une cascade dvnements physiologiques qui sedroule au sein de la moelle osseuse, aprs une fracture, unearthrodse, une ostotomie ou une greffe osseuse [2, 3]. Il existeen effet proximit du site opratoire un processus complexedactivation-diffrentiation-organisation, avec augmentation ini-tiale du turnover cellulaire, marqu par un afflux cellulairedostoblastes et dostoclastes concomitant au dveloppementdun rseau vasculaire et lymphatique. Il existe alors une dimi-nution transitoire de la densit osseuse, synchrone au processusde cicatrisation. Le RAP existe aussi au niveau mandibulaireaprs simple leve dun lambeau mucopriost, dont la cons-quence est une acclration du turnover de los alvolaire qui neretrouve sa densit radiologique initiale quaprs un dlai de120 jours [4]. Le concept de mobilisation dentaire induite par lescorticotomies a donc volu puisquil ne sagissait plus seule-ment dune stimulation mcanique de mobilisation, mais duneacclration concomitante du remodelage biologique osseux inh-rent au traumatisme chirurgical, avec dminralisation mdul-laire transitoire, dont on sait quelle est favorable au mouvementdentaire atraumatique [5]. Le concept clinique dorthodontie acclre par assistance osto-gnique parodontale (PAOO, Periodontally Accelerated Osteoge-nic Orthodontic) de Wilko corrobore les travaux sus-cits et faitvaloir le fait que les dplacements dentaires orthodontiquesaprs corticotomies seraient inhrents au processus de dcalcifi-cation-recalcification plutt quau dplacement de blocs osseux[6]. Le processus de hyalinisation du ligament alvolo-dentaire pr-cde souvent la rsorption radiculaire lors dun traitement ortho-dontique. Cette dernire sobserve frquemment proximit de la

    Introduction

    Corticotomies performed on the alveolar jaw bone make forquicker tooth movements than with conventional orthodontictreatment and thus shorten overall treatment time. Depending onthe authors and the techniques used, corticotomies on the alveo-lar bone allow a two- to fourfold reduction of orthodontic treatmenttime. In recent years, significant strides have been made in ourunderstanding of corticotomy-facilitated tooth movements.

    Kle was the first to describe the corticotomy technique in man.He used interdental segmental corticotomies combined with atransfixing, supraapical, horizontal osteotomy through the entirealveolar bone (cortical and cancellous) in order to move a groupof teeth. The results were good, occasionally at the expense ofpulpar necrosis [1]. The underlying principle was to move dentalblocks independently of one another by making an incision in thecortical bone. The break in the continuity of the cortex would thenenable the forces applied to move the teeth to be conveyeddirectly to the cancellous bone and to the periodontal ligament.

    In the 1980s, orthopedic research into fracture sites on longbones gave rise to the concept of the Regional Acceleratory Phe-nomenon, or RAP, consisting of a series of physiological eventsoccurring within the marrow, subsequent to a fracture, arthrode-sis, an osteotomy or a bone graft [2, 3]. It is a fact that, close tooperation sites, a complex process of activation-differentiation-organization is at work triggering an initial increase in cell turn-over marked by a cellular inflow of osteoblasts and osteoclastsconcomitant to the development of a vascular and lymphatic net-work. There then occurs a short-term drop of bone density coin-ciding with the healing process. RAP also occurs at mandibularlevel after simply lifting a mucoperiosteal flap, the result beingaccelerated turnover of alveolar bone which only returns to its ini-tial radiological density after 120 days [4]. The principle of cortic-otomy-facilitated tooth movement has thus evolved since it nolonger involves only mechanical stimulation but a concomitantacceleration of the biological bone remodelling process inherentin surgical trauma. It also comprises transitory medullar deminer-alization which, as is well known, promotes atraumatic tooth dis-placement [5].

    The clinical principle developed by Wilcko of Periodontally Accel-erated Osteogenic Orthodontics (PAOO) corroborates the above-mentioned studies and highlights the fact that corticotomy-assisted orthodontic tooth movements are dependent on thedecalcification-recalcification process rather than on the displace-ment of bone blocks [6].

    The process of hyalinization of the periodontal ligament oftenoccurs before root resorption during orthodontic treatment.Resorption is often observed close to the area of hyalinization

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    hyalinisation qui serait un facteur dfavorable au mouvementdentaire orthodontique [7]. Il existe des variations interspcifi-ques importantes concernant le dplacement dentaire orthodonti-que, mais les travaux exprimentaux chez le chien beagle ontpermis de mettre en vidence une courbe de dplacement diviseen 4 phases distinctes [8]. La premire phase (H24-J2) corres-pond au mouvement de la dent dans son alvole osseuse. Pen-dant la deuxime phase (J2-J30), la dent neffectue aucunmouvement, et cette priode correspond gnralement la surve-nue de la hyalinisation. Cest pendant la troisime et la qua-trime phase que se produit vritablement le mouvementdentaire. Ce processus de hyalinisation pourrait tre la cons-quence dune ischmie du ligament alvolo-dentaire au niveaudes points de compression rsultant des forces orthodontiquesappliques. Pour certains auteurs, la hyalinisation, la rsorptionradiculaire qui lui fait suite et la diminution du mouvementorthodontique seraient la consquence de forces trop importanteset recommandent lutilisation de forces lgres plus biologiques,afin dliminer la deuxime phase du mouvement orthodontique[8]. Cette thorie est cependant controverse et le lien entrelintensit de la force et limportance de la hyalinisation nest pasclairement tabli [7]. Un travail exprimental rcent a compar lemouvement orthodontique chez le chien beagle avec et sans cor-ticotomies [9]. Ce travail trs lgant confirme que le mouvementorthodontique est deux fois plus rapide avec des corticotomies,mais aussi que le Phnomne Rgional dAcclration ou RAP(Regional Acceleratory Phenomenon) qui se droule au sein de lamoelle osseuse aprs les corticotomies, entrane moins de hyali-nisation du ligament alvolo-dentaire que du ct tmoin. Au total, les principaux facteurs qui semblent influencer ledplacement dentaire orthodontique sont le turnover osseux [10],la densit osseuse [11], mais aussi les processus de hyalinisationdu ligament alvolo-dentaire [7, 12]. Les corticotomies, non seu-lement acclrent le mouvement dentaire, mais permettraient cedernier dans des conditions plus physiologiques pour les dents.La littrature fait lobjet de nombreux travaux cliniques et expri-mentaux rcents sur les corticotomies.

    Patients et mthodes

    Trois patients ont bnfici de la technique de corticotomiesinterdentaire et susapicales sur les versants vestibulaires et pala-tins/linguaux du maxillaire et de la mandibule.Dans tous les cas, il sagissait de patients adultes prsentant unemalocclusion relevant dun traitement orthodontique et chirurgi-cal. Les patients prsentaient tous un tat alvolo-dentaire satis-faisant, sans poche significative ni perte osseuse. Le traitementtait prcd le cas chant dune remise en tat bucco-dentaireavec dtartrage systmatique. Les patients taient informs desmodalits du traitement, de la ncessit de ralisation dunegeste chirurgical supplmentaire sous anesthsie gnrale pourle cas n 3.Le bilan prthrapeutique comprenait la ralisation dempreintesdentaires et de documents radiologiques avec clich panoramique

    and is thus unfavorable to orthodontic tooth movement [7]. Thereexist major interspecific variations regarding orthodontic toothmovement. However, experimental studies on beagle dogs haveshown a division of the displacement curve into four distinctphases [8]. The first phase (H24-D2) witnesses the movement ofthe tooth within its bone socket. During the second phase (D2-D30), corresponding generally to the hyalinization process, thetooth does not move. It is during the third and fourth phases thatany real tooth movement occurs. This hyalinization process couldwell be due to ischemia of the PDL at compression points createdby the applied orthodontic forces. Some authors consider thathyalinization, the resultant root resorption and the decrease inorthodontic movement result from the use of excessive forces.They thus recommend the application of more biological lightforces in order to eliminate the second phase of orthodonticmovement [8]. This theory, however, has been contested and thelink between the level of force and hyalinization has not beenclearly established [7]. A recent experimental study comparedorthodontic movement in beagle dogs with and without corticoto-mies [9]. This very elegant research confirmed not only that orth-odontic movement occurs twice as fast with corticotomies butalso that the Regional Acceleratory Phenomenon (RAP) occur-ring within the bone marrow after corticotomies triggered lesshyalinization of the PDL than on the control side.

    In all, the main factors which appear to impact orthodontic toothmovement are bone turnover [10] and bone density [11] as wellas hyalinization of the periodontal ligament [7, 12]. Corticotomiesnot only accelerate tooth movement but also allow movement tooccur in more physiological conditions for the teeth.

    The literature contains numerous recent clinical and experimentalstudies of corticotomies.

    Patients and methods

    Three patients underwent treatment assisted by interdental andsupraapical corticotomies on the buccal and palatal/lingual sidesof the upper and lower arches.In all cases, these adult patients presented a malocclusion requir-ing orthodontic and surgical treatment. All had a satisfactory alve-olodental status with no significant pockets or bone loss. Prior totreatment, buccodental repair was performed where necessaryand systematic scaling. Patients were informed of the treatmentmodalities and of the need for an additional surgical procedureunder general anesthetic for case n 3.

    The pretreatment workup included taking dental impressions andradiological documents with a panorex, lateral craniofacial headfilm

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    dentaire, tlradiographie craniofaciale de profil et scanner dumassif facial avec denta scanner et reconstruction tridimension-nelle des secteurs dents. Une planification propratoire descorticotomies tait effectue systmatiquement partir du dentascanner et des reconstructions (fig. 1).Le collage des brackets orthodontiques prcdait toujours linter-vention, afin de permettre une activation postopratoire imm-diate. La technique chirurgicale des corticotomies comprenait,sous anesthsie gnrale, une incision au collet de la fibromu-queuse gingivale de molaire molaire sur les versants vestibulai-res et palatins/linguaux du maxillaire et de la mandibule, aveclarge dcollement sous-priost du lambeau fibromuqueux, rep-rage et protection de branches mergentes du nerf trijumeau. Lescorticotomies taient ralises la scie circulaire diamante(Komet) et la scie alternative oscillante (Braun Aesculap),avec un trait de section monocortical infra millimtrique (fig. 1).Les racines dentaires taient circonscrites msialement, distale-ment et 3 mm en sus apical. Dans tous les cas, los mdullairetait respect, afin de ne pas lser le ligament et le pdicule vas-culaire dentaire. Au niveau mandibulaire, les traits de sectionvestibulaires sarrtaient aux secteurs prmolaires, afin de ne pas

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    Fig. 1 a-f : a-c : Description de la technique des corticotomies chirurgicales alvolaires.c : Les corticotomies peuvent tre ralises de faon concomitante une extraction. d-f : Planification propratoire des corticotomies partir dun scanner du massif facial avec reconstruction tridimensionnelle des secteurs dents.Fig. 1 a-f: a-c: Description of the surgical alveolar corticotomy technique. c: Corticotomies can be performed at the same time as extractions. d-f: Pre-surgical plan of the corticotomies based on a scan of the dentofacial complex with a 3D reconstruction of the dentulous segments.

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    and CT-scan of the facial area using denta scan and 3D recon-struction of the dentulous segments. Preoperative corticotomyplanning was systematically performed using denta scan andreconstructions (fig. 1).

    Bonding of the orthodontic brackets was always done before theprocedure in order to permit immediate post-operative activation.The surgical corticotomy procedure, conducted under generalanesthetic, consisted of a molar to molar incision at the neck ofthe gingival periosteum on the buccal and palatal/lingual sides ofthe maxilla and mandible with an ample subperiosteal detach-ment of the mucoperiosteal flap, and location and protection ofthe emerging branches of the trigeminal nerve. The corticotomieswere made using a diamond-edged circular saw (Komet) and anoscillating saw (Braun Aesculap), with an inframillimetric mono-cortical cut (fig. 1). The tooth roots were circumscribed mesiallyand distally and 3 mm supraapically. In each case, the medullarybone was left untouched in order to avoid damaging the ligamentand the vascular pedicle. At the mandible, the vestibular cutsextended only as far as the premolar segments in order to avoidany potential fragility on the external valve of the subsequent

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    entraner de fragilit potentielle sur la valve externe de lostoto-mie transramale ultrieure. Sur les versants palatins/linguaux,lusage dune optique 30 sous contrle vidoscopique permettaitun meilleur contrle de la topographie des traits de corticotomies.En fin dintervention, la mobilisation dentaire tait contrle parmanuvres instrumentales douces et le lambau fibromuqueuxsutur au Vicryl Rapide 4/0 avant de mettre en place larcorthodontique Ni-Ti. Le suivi orthodontique tait ralis toutesles deux semaines pendant les trois premiers mois, puis tous lesmois.Cas n 1 : Patient de 19 ans prsentant une squelle de fentelabio-maxillo-palatine drote avec communication bucco-nasale etdfect osseux au niveau de la crte alvolaire entre la 11 et la 13avec agnsie de la 22. Classe III dentaire et squelettique,schma facial hyperdivergent (fig. 2-4). Le plan de traitementcomprenait 1) Gingivo-priostoplastie avec fermeture de la fis-tule et greffe osseuse concomittante. 2) Traitement orthodontico-chirurgical avec traitement multi attache bimaxillaire en techni-que vestibulaire et ostotomie bimaxillaire et gnioplastie auterme de la prparation orthodontique. Dcision de corticotomiesconcomitantes au premier temps opratoire.Cas n 2 : Patiente de 31 ans prsentant une classe II dentaireet squelettique sur schma facial hypodivergent (fig. 5-7).Endognathie maxillaire avec occlusion croise des secteurslatraux. Le plan de traitement comprenait : 1) Disjonction chi-rurgicale maxillaire du fait de linsuffisance transversale delordre de 1 cm. 2) Traitement orthodontico-chirurgical avectraitement multiattache bimaxillaire en technique vestibulaireet ostotomie sagittale davance mandibulaire avec gnioplas-tie. Dcision de corticotomies concomitantes au premier tempsopratoire.Cas n 3 : Patient de 18 ans prsentant une Classe III dentaire etsquelettique, schma facial hyperdivergent (fig. 8-10). Le plande traitement tait orthodontico-chirurgical avec traitementmultiattache bimaxillaire en technique vestibulaire autoligatu-rante et ostotomie bimaxillaire. Dcision de corticotomies pra-lables au premier temps opratoire.

    Rsultats

    La tolrance postopratoire du geste chirurgical de corticotomiealvolaire est bonne. Lhygine bucco-dentaire conditionne lessuites post opratoires. Nous prconisons lutilisation du jet den-taire ds le soir de lintervention et brossage dentaire ds le len-demain. Lactivation orthodontique est faite immdiatement parmise en place de larc orthodontique au bloc opratoire.Cas n 1 : Obtention dun nivellement avec congruence des arca-des en 9 mois (fig. 3) permettant lostotomie bimaxillaire, avecun rsultat occlusal (fig. 3) et esthtique (fig. 2) satisfaisant mal-gr le peu de collaboration et lhygine insuffisante du patient. Lacrte alvolaire tait de bonne qualit au terme du traitement etaurait permis la mise en place dun implant dentaire (fig. 4) si lepatient ntait pas retourn prmaturment dans son pays dori-gine avant la fin du traitement.

    ramal osteotomy. On the palatal/lingual surfaces, a 30 lensguided by videoscopy enhanced control of the topography of thecorticotomy cuts. Following the procedure, tooth movement waschecked using gentle instrument manoeuvres and the mucoperi-osteal flap was sutured with Vicryl Rapide 4/0 before placementof the NiTi orthodontic archwire. Orthodontic follow up was per-formed every two weeks for the first three months, then everymonth.

    Case n 1: A 19 year old male patient presented with sequelae toa right-side labio-maxillo-palatal cleft along with a bucco-nasalcommunication and a bone defect on the alveolar ridge between11 and 13 with agenesis of 22. He displayed a dental and skeletalClass III and a hyperdivergent face pattern (fig. 2-4). The treat-ment plan comprised 1) Gingivo-periostoplasty with closure of thefistula and concomitant bone graft; 2) orthodontic-surgical treat-ment with bimaxillary multiband treatment using the vestibulartechnique and bimaxillary osteotomy and genioplasty followingthe orthodontic preparation. It was decided to make concomitantcorticotomies during the first stage of the procedure.

    Case n 2: A 31 year old female patient presented with a dentaland skeletal Class II in a hypodivergent face pattern (fig. 5-7).She displayed a maxillary endognathy with crossbite occlusion ofthe lateral segments. The treatment comprised: 1) Surgical maxil-lary disjunction on account of the transverse deficiency of roughly1 cm; 2) Orthodontic-surgical treatment with bimaxillary multibandtreatment using the vestibular technique and sagittal mandibularadvancement osteotomy plus genioplasty. It was decided tomake concomitant corticotomies during the first stage of the pro-cedure. Case n 3: An 18 year old male patient presented with a dentaland skeletal Class III and a hyperdivergent face pattern (fig. 8-10). The treatment plan comprised orthodontic-surgical treatmentwith bimaxillary multiband treatment using a self-ligating vestibu-lar technique and bimaxillary osteotomy. It was decided to makecorticotomies prior to the first phase of the procedure.

    Results

    Post-operative tolerance of surgical alveolar corticotomy proce-dures is good. Post-operative sequelae are determined by thepatient's oral hygiene. We advocate the use of a dental jet asearly as the first evening after the procedure and tooth brushingthe following day. Orthodontic activation is begun immediately byplacing the orthodontic wire in the operating theatre.Case n 1: Congruent levelling of arches achieved in 9 months(fig. 3) permitting a bimaxillary osteotomy with a satisfactoryocclusal (fig. 3) and esthetic result (fig. 2) despite the patient'sinadequate oral hygiene and lack of cooperation. The alveolarridge was of good quality at the end of treatment and would havepermitted placement of a dental implant (fig. 4) if the patient hadnot returned prematurely to his country of origin before conclusionof treatment.

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    Fig. 2 a-d : Cas n 1.a-b : Aspect propratoire de profil et de face.c-d : Aspect postopratoire de profil et de face 10 mois aprs le dbut du traitement (1 mois postopratoire).Fig. 2 a-d: Case n 1.a-b: Preoperative view of the face and profile. c-d: Postoperative view of the face and profile 10 months after commencement of treatment (1 month after surgery).

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    Fig. 3 a-f : Cas n 1.a, c, e : Occlusion de profil droit.b, d, f : Occlusion de face.a-b : Avant traitement.c-d : 9 mois aprs le dbut du traitement, en fin de prparation orthodontique.e-f : En postopratoire, avant la dpose du matriel.Fig. 3 a-f: Case n 1.a, c, e: Frontal view of occlusion.b, d, f: Right lateral view. a-b: Pretreatment. c-d: 9 months after commencement of treatment on completion of orthodontic preparation. e-f: Postoperative view before removal of appliances.

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    Fig. 4 a-e : a-c : Clichs radiologiques. Tlradiographie de profil en propratoire et tlra-diographie avec clich panoramique dentaire postopratoire, aprs ralisation dune ostotomiebimaxillaire et gnioplastie. Notez le volume osseux de la crte alvolaire rsultant du transportosseux par mouvement orthodontique en fin de traitement (flche).d-e : Vues peropratoires avec prlvements de symphyse mentonnire, pour comblement de laperte osseuse maxillaire ralise de faon concomitante aux corticotomies.Fig. 4 a-e: a-c: Radiological views. Preoperative lateral headfilm and headfilm with postoperativedental panorex following bimaxillary osteotomy and genioplasty. Note the bone volume at the alveo-lar ridge resulting from bone transportation by end-of-treatment orthodontic movement (arrow). d-e: Perioperative views showing material taken from mental symphysis to repair maxillary boneloss performed concomitantly with corticotomies.

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    Fig. 5 a-d : Cas n 2.a-b : Aspect propratoire de profil droit et de face.c-d : Aspect postopratoire de profil et de face 12 mois aprs le dbut du traitement (2 moispostopratoire).Fig. 5 a-d: Case n 2.a-b: Preoperative view of face and right profile. c-d: Postoperative view of face and profile 12 months after commencement of treatment (2 monthspostsurgery).

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    Fig. 6 a-h : Cas n 2.a, c, e, g : Occlusion de face.b, d, f, h : Vues endobuccales.a-b : Avant traitement.c-d : 3 mois aprs le dbut du traitement, aprs activation du disjonc-teur transpalatin.e-f : 6 mois aprs le dbut du traitement en fin de prparation orthodontique.g-h : Aprs la dpose du matriel, 10 mois aprs le dbut du traitement. noter, la mortification de la 11.

    Fig. 6 a-h: Case n 2.a, c, e, g: Frontal view of occlusion. b, d, f, h: Endo-oral views. a-b: Pretreatment. c-d: 3 months after commencement of treatment, after activation of thetranspalatal disjunctor. e-f: 6 months after commencement of treatment at conclusion of orthodon-tic preparation.g-h: After removal of appliances, 10 months after commencement of treatment. Note the mortification of 11.

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    Cas n 2 : Disjonction chirurgicale concomitante aux corticoto-mies permettant lobtention dun sens transversal en 3 mois(fig. 6), et dun nivellement avec congruence des arcades 6 mois (fig. 6) permettant lostotomie davance mandibulaire etla fin du traitement 10 mois, avec un bon rsultat occlusal(fig. 6, 7) et esthtique (fig. 3). Mortification de la 11 lors delexpansion palatine.Cas n 3 : Corticotomies pralables au traitement orthodontique, la demande du patient dans le but dacclrer le traitement per-mettant lobtention dun nivellement avec congruence des arca-des en 10 mois (fig. 9) et ostotomie bimaxillaire avec un bonrsultat occlusal (fig. 9) et esthtique (fig. 8).

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    Fig. 7 a-d : a-b : Clichs radiologiques. Tlradiographie de profil en propratoire et post-opratoire, aprs ralisation dune ostotomie bimaxillaire et gnioplastie.c-d : Occlusion de face et de profil gauche aprs la dpose du matriel, 10 mois aprs le dbutdu traitement.Fig. 7 a-d: a-b: Radiological views. Preoperative and postoperative lateral headfilm followingbimaxillary osteotomy and genioplasty. c-d: Frontal view of occlusion and of left profile following removal of appliances, 10 months aftercommencement of treatment.

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    Case n 2: Surgical disjunction concomitant with corticotomiesallowing achievement of a transverse dimension within 3 months(fig. 6) and congruent levelling of the arches at 6 months (fig. 6)allowing a mandibular advancement osteotomy and end of treat-ment at 10 months with a good occlusal (fig. 6, 7) and estheticresult (fig. 3). Mortification of 11 during palatal expansion.

    Case n 3: Corticotomies prior to orthodontic treatment at therequest of the patient in order to speed up treatment to allowcongruent levelling of arches within 10 months (fig. 9) andbimaxillary osteotomy with a good occlusal (fig. 9) and estheticresult (fig. 8).

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    Fig. 8 a-d : Cas n 3.a-b : Aspect propratoire de profil et de face.c-d : Aspect postopratoire de profil et de face 11 mois aprs le dbut du traitement (1 moispostopratoire).Fig. 8 a-d: Case n 3.a-b: Preoperative frontal and lateral views. c-d: postoperative frontal and lateral views 11 months after commencement of treatment (1 monthpostsurgery).

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    e f

    Fig. 9 a-h : Cas n 3. Occlusion de profil droit et de face.a-b : Avant traitement. c-d : En dbut de traitement, aprs mise en place des brackets autoligaturants.e-f : 10 mois aprs le dbut du traitement en fin de prparation orthodontique.g-h : En postopratoire, aprs la dpose du matriel, 11 mois aprs le dbut du traitement.Fig. 9 a-h: Case n 3. a-h: Frontal and right lateral views of occlusion. a-b: Pretreatment. c-d: At commencement of treatment, after placement of selfligating brackets. e-f: 10 months after commencement of treatment at conclusion of orthodontic preparation. g-h: Postoperative views before removal of appliances, 11 months after commencement of treatment.

  • Jean-Baptiste CHARRIER et al.

    368 International Orthodontics 2008 ; 6 : 355-373

    Discussion

    Efficacit de la technique

    Nous prsentons trois cas de patients oprs selon la techniquedes corticotomies alvolaires. Nous avons initialement choisipour nos premiers patients de ne pratiquer les corticotomiespralables au traitement orthodontique uniquement si un gestechirurgical initial tait requis (greffe osseuse pour le cas n 1,disjonction chirurgicale pour le cas n 2). Devant lefficacit,linnocuit et lexcellente tolrance de cette technique, nousavons choisi ensuite dlargir nos indications des cas ne nces-sitant pas de geste chirurgical pralable (cas n 3). En parallle,nous avons tudi les corticotomies sur un modle exprimentalporcin, dans le but dvaluer un ventuel effet pjoratif sur lavitalit dentaire (J.-B. Charrier, M. Steve, rsultats non publis).

    a b

    Fig. 10 a-d : Clichs radiologiques.a : Tlradiographie de profil en propratoire.b : Tlradiographie de profil en postopratoire.c : Clich panoramique dentaire en propratoire.d : Panoramique dentaire en postopratoire, aprs ralisation dune ostotomie bimaxillaire.Fig. 10 a-d: Radiological views.a: Lateral headfilm. b: Preoperative dental panorex. c: Lateral headfilm. d: Postoperative dental panorex, following bimaxillary osteotomy.

    c d

    Discussion

    Efficacy of the technique

    We present three cases of patients receiving surgical alveolarcorticotomies. For our first patients we chose initially to performthe corticotomies prior to orthodontic treatment only if an initialsurgical procedure was required (bone graft in case n 1, surgicaldisjunction in case n 2). Given the efficacy, innocuousness andexcellent tolerance of this technique, we then decided to extendour indications to cases not requiring prior surgical treatment(case n 3). At the same time, we studied corticotomies on anexperimental porcine model in order to assess any possibleharmful effects on dental vitality (J.-B. Charrier, M. Steve,unpublished results).

  • Traitement orthodontique acclr par corticotomies alvolaires chirurgicales chez ladulteAcceleration of adult orthodontic treatment facilitated by surgical alveolar corticotomies

    International Orthodontics 2008 ; 6 : 355-373 369

    Lefficacit de la technique en terme de diminution de la duredu traitement est formelle, puisque nos trois cas ont t traits enmoins dun an. Nous ne dplorons aucune complication endehors dune mortification de la 11 chez le cas n 2, qui peutcependant tre attribue la disjonction chirurgicale mdianeavec augmentation du sens transversal molaire de lordre du cen-timtre. Cette mortification est survenue dans les 3 mois qui ontsuivi le geste chirurgical initial. Dun point de vue parodontal, latolrance est excellente, comme le montrent nos photographiespostopratoires (fig. 3, 6, 7, 9). Il est bien sr indispensable debien slectionner ses patients, une rcession gingivale impor-tante constitue une contre indication ce type de prise encharge.

    Corticotomies et transport osseux

    La reconstruction dun dfect osseux dento-maxillo-alvolairepost-traumatique ou la fermeture dune large fente alvolairedans le cadre des fentes labio-maxillo-palatines reprsente unchallenge important pour les chirurgiens maxillo-faciaux. Celaest li en partie la difficult dobtention dune fermeturecomplte de la muqueuse gingivale attache, du fait du volumeimportant dos greffer pour obtenir un volume osseux crestalsuffisant pour limplantation ultrieure. Nous proposons dutiliserle principe de rgnration osseuse par transport osseux alvo-laire grce un mouvement orthodontique rapide. Dans le cadre des techniques dostodistraction, il est ncessairede raliser un trait de section osseux avant de distracter. Le traitde section peut tre transfixiant sur toute lpaisseur et la circon-frence de los concern (ostotomie) ou respecter la mdullaire(corticotomie). Selon Ilizarov, il est indispensable de prserverlapport vasculaire mdullaire pendant la phase de distraction[13, 14]. Une alternative la distraction conventionnelle est letransport dos qui consiste aprs ralisation de deux traits de sec-tion osseux dplacer le fragment osseux intermdiaire de faonsegmentaire avec un dispositif mcanique vrin fix chirurgica-lement sur le segment osseux isol et de part et dautre de ce der-nier. La consquence est la formation dos le long du trajet dedplacement du segment osseux, permettant ainsi de comblerune perte de substance osseuse. Une technique analogue au transport dos est utilise en ortho-dontie pour combler la perte de substance osseuse faisant suite une extraction dentaire. Lapplication de forces orthodontiquespermet la translation progressive de la dent dans la cavitdextraction et la formation dos alvolaire sur le trajet de la dentmobilise. Cette technique peut tre utilise dans le cas dedfect osseux dento-maxillo-alvolaire post-traumatique ou desquelle de fentes labio-maxillo-palatines pour combler la pertede substance osseuse de la crte alvolaire en transportant linci-sive latrale dans la fente pour reconstituer un volume osseux[15, 16]. Cependant cette technique ncessite la mise en uvrede forces lourdes et prolonges avec un risque important dersorption radiculaire. Le gain osseux se fait alors au dtrimentde la dent transporte.

    The efficacy of the technique in terms of reduced treatment timeis indisputable since all of our three cases completed treatmentwithin a year. We experienced no complications apart from themortification of 11 in case n 2, which could however be attributedto the median surgical disjunction with augmentation of themolar transverse dimension by about a centimetre. Mortificationoccurred within 3 months following the initial surgical procedure.From the periodontal perspective, tolerance was excellent, asshown by the postoperative views (fig. 3, 6, 7, 9). It is of courseessential to select one's patients appropriately. Significant gingi-val recession constitutes a contraindication to this form of man-agement.

    Corticotomies and bone transport

    Reconstruction of a post-traumatic dento-maxillo-alveolar bonedefect or closure of a large alveolar cleft in the setting of labio-maxillo-palatal clefts pose a major challenge for maxillofacial sur-geons. This is due in part to the difficulty involved in achievingcomplete closure of the attached gingival mucosa on account ofthe large quantity of bone to be grafted in order to obtain sufficientridge volume to allow subsequent implants to be placed. We sug-gest adoption of the bone regeneration principle by alveolar bonetransport involving rapid orthodontic movement.

    Regarding osteodistraction techniques, it is essential to make abone cut before distracting. The cut can be transfixing acrossthe entire thickness and circumference of the bone in question(osteotomy) or can avoid the medullary bone (corticotomy).According to Ilizarov, it is essential to preserve the medullaryvascular supply during the distraction stage [13, 14]. An alterna-tive to conventional distraction is offered by bone transportwhich consists of first making two bone cuts before displacingthe intermediary bone fragment as a segment using a mechani-cal jackscrew device surgically attached directly to the isolatedbone segment and on either side of the latter. This results in theformation of bone along the displacement path followed by thebone segment, thus compensating for any loss of bone sub-stance. A similar technique to bone transport is used in orthodontics to fillin the loss of bony substance resulting from a tooth extraction. Byapplying orthodontic forces, one can achieve the gradual transferof the tooth into the extraction cavity and obtain alveolar boneformation along the path of the displaced tooth. This method canbe used for repairing post-traumatic dento-maxillo-alveolar bonedefects or the sequelae of labio-maxillo-palatal clefts by replacingthe lost bone substance on the alveolar ridge by transporting thelateral incisor into the cleft to reconstitute the bone volume [15,16]. However, this technique requires high and prolonged levelsforce and involves a major risk of root resorption. The bonegained is acquired at the expense of the transported tooth.

  • Jean-Baptiste CHARRIER et al.

    370 International Orthodontics 2008 ; 6 : 355-373

    Dans la rgion dento-alvolaire, lostogense par transport osseuxalvolaire grce un mouvement orthodontique permet la cra-tion dune nouvelle crte alvolaire dente par rgnrationosseuse lie au transport osseux par mouvement orthodontique[17]. Cest cette technique que nous avons mise profit dans lecas n 1 o le mouvement de distalisation dentaire facilit par lescorticotomies et associ une greffe symphysaire a permis la for-mation dune crte alvolaire de bonne qualit, susceptible debnficier de la mise en place dun implant dentaire (fig. 3).

    Corticotomies et ostogense

    L'utilisation de brackets autoligaturants dans le cas n 3 noussemble intressante pour plusieurs raisons. La tendanceactuelle en orthodontie est dutiliser des brackets autoligatu-rants, qui, en thorie, permettent lutilisation de forces plus fai-bles, du fait des moindres frictions inhrentes ce type debrackets et donc moins deffets secondaires [18-24]. La cons-quence pourrait tre un mouvement plus physiologique desdents avec moins de compression ischmique du ligamentalvolo-dentaire et une meilleure reconstruction de los alvo-laire [25]. Bien que les tudes prcdentes naient pas montrde diffrence concernant la rsorption radiculaire avec bracketsconventionnels et autoligaturants [26], la thorie des forcesbiologiques lgres, visant diminuer la hyalinisation et larsorption radiculaire qui lui fait suite, est donc favorable luti-lisation de brackets autoligaturants [8]. Laction conjointe debrackets autoligaturants et du remodelage osseux inhrent autraumatisme chirurgical des corticotomies nous semble tre unpotentialisateur, non seulement du mouvement dentaire acc-lr et atraumatique (du fait des faibles forces utilises), maisaussi en faveur de la stabilit du traitement inhrente losto-formation quentranent les corticotomies. Lpaisseur de los cortical alvolaire est un facteur de risque dercidive orthodontique [27]. Nos rsultats exprimentaux chez leporc (J.-B. Charrier et M. Steve, rsultats non publis), les publi-cations sur le sujet [17], et lapprciation clinique des patientspris en charge nous font croire au potentiel ostognique des cor-ticotomies. Nous menons en parallle une tude visant valuerpar dentascanner lpaisseur corticale avant, aprs traitement et distance. Ce travail fera lobjet dune publication ultrieure.

    la diffrence de certains auteurs, nous nutilisons pas dapportosseux exogne. Lutilisation dos symphysaire ou ramique auto-logue peut tre intressante, en particulier sil existe une solutionde continuit, comme cest le cas dans les squelles de fenteslabio-maxillo-palatines (cas n 1). Le Plasma Riche en Fibrine(PRF) est connu pour ses proprits ostogniques [28, 29]. Nouslavons utilis chez certains patients, nos rsultats feront lobjetdune autre tude.

    Conclusions, perspectives

    Les travaux exprimentaux rcents de Lino et coll. (2007), ontclairement montr que le phnomne rgional dacclration,

    In the dentoalveolar region, osteogenesis by alveolar bone trans-port achieved using orthodontic displacement triggers the cre-ation of a new edentulous alveolar ridge by bone regenerationsubsequent to orthodontically-induced bone transport [17]. It isthis technique which we applied in case n 1 where the corticot-omy-facilitated tooth distalization combined with a symphysealgraft resulted in the formation of a good quality alveolar ridgemost likely able to receive a dental implant (fig. 3).

    Corticotomies et osteogenesis

    The use of self-ligating brackets in case n 3 is of interest for sev-eral reasons. The current trend in orthodontics is to adopt self-ligating brackets which, in principle, require lower levels of forceon account of the reduced friction produced by this type ofbracket and of the consequent reduction of side-effects [18-24].This could result in a more physiological form of tooth movementinvolving less ischemic compression of the periodontal ligamentand enhanced reconstruction of the alveolar bone [25]. Although previous studies have shown no difference betweenconventional and self-ligating brackets regarding root resorption[26], the theory that light biological forces tend to reduce hyalin-ization and subsequent root resorption tends to support the use ofself-ligating brackets [8]. In our opinion, the combined action ofself-ligating brackets and of the bone remodeling triggered by thetrauma created by surgical corticotomies serves to promote notonly accelerated and atraumatic tooth movement (on account ofthe low force level used) but also the stability of treatment inher-ent in the osseoformation induced by the corticotomies.

    The thickness of the alveolar cortical plate constitutes a risk factorfor orthodontic relapse [27]. Our experimental results in pigs(J.-B. Charrier and M. Steve, unpublished results), other publica-tions on this topic and the clinical assessment of the treatedpatients have led us to believe in the osteogenic potential ofcorticotomies. We are currently running another study usingdentscanner to assess the thickness of the cortex pre- and post-treatment and some time after. This study will be published in duecourse. Unlike some authors, we use no exogenous bone material. Sym-physeal or autologous ramal bone can be advantageous particu-larly if there has been a solution of continuity, as with thesequelae of labio-maxillo-palatal clefts (case n 1). Platelet-RichFibrin (PRF) is reputed for its osteogenic properties [28, 29]. Wehave used it on several of our patients and will report our findingsin a later study.

    Conclusions, prospects

    Recent investigations by Lino et coll. (2007) have clearly demon-strated that the Regional Acceleration Phenomenon occurring

  • Traitement orthodontique acclr par corticotomies alvolaires chirurgicales chez ladulteAcceleration of adult orthodontic treatment facilitated by surgical alveolar corticotomies

    International Orthodontics 2008 ; 6 : 355-373 371

    qui se droule au sein de la moelle osseuse, aprs une fracture,une ostotomie ou une greffe osseuse, diminue la hyalinisationdu ligament alvolo-dentaire sur le mur alvolaire avec pourconsquence une diminution du risque de rsorption radiculaire[3, 4, 9]. Les corticotomies alvolaires sont un moyen efficacepour diminuer la dure du traitement orthodontique, avec pourconsquence des dplacements dentaires plus rapides, sousleffet de forces plus faibles et potentiellement une ostogenseaccrue, favorisant la stabilit du traitement [30]. Les indications opratoires doivent tre soigneusement poses etintressent selon nous les patients adultes, ayant une bonnehygine bucco dentaire et un bon tat parodontal. Les indicationsde choix concernent les encombrements dento-alvolaires mod-rs svres, les biproalvolies et bances antrieures (openbite) pour les cas ne ncessitant pas de prise en charge chirurgi-cale orthognatique [6, 16, 30-33]. Des extractions dentaires, lamise en place de minivis dancrage orthodontiques et/ou une dis-jonction palatine peuvent tre ralises de faon concomitante.Les patients prsentant une dysmorphose maxillo-mandibulairencessitant une prise en charge orthodontique et chirurgicalesont aussi particulirement concerns par ce protocole qui per-met, comme nous lavons montr, une diminution de moiti de ladure totale du traitement. Le respect de la mdullaire et du liga-ment alvolo-dentaire est important. Le geste opratoire de sec-tion osseuse est tactile et lon sent parfaitement quand la scietraverse la corticale. Cependant, nous conseillons de raliser uneplanification chirurgicale propratoire, au mieux avec unereconstruction tridimensionnelle, en particulier pour la ralisa-tion des corticotomies vestibulaires et palatines, pour lesquelleslutilisation de loptique constitue une aide notable. Nous tra-vaillons actuellement la confection dun guide chirurgical ra-lis aprs planification informatique des traits de corticotomieselon des principes analogues ceux utiliss en chirurgieimplantaire orale.

    RemerciementsLes auteurs remercient la Fondation de lAvenir (programmeET6-446), la Fondation des Gueules Casses, les laboratoiresTekka et GAC pour leur soutien dans la ralisation de ce projet.

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    within bone marrow following a fracture, an osteotomy or a bonegraft reduces hyalinization of the periodontal ligament against thealveolar wall and thus limits the risk of root resorption [3, 4, 9].Alveolar corticotomies are an effective means of shortening orth-odontic treatment time and thus of allowing more rapid tooth dis-placements thanks to the use of lower forces and, potentially, ofincreased osteogenesis, thereby promoting outcome stability[30].

    The indications for surgery need to be closely investigated. In ouropinion, they apply to adult patients with good oral hygiene and agood periodontal status. The indications of choice are moderateto severe dento-alveolar crowding, bimaxillary protrusion andanterior open bite for those cases not requiring orthognathic sur-gery [6, 16, 30-33]. Tooth extractions, placement of orthodonticanchorage miniscrews and/or palatal disjunction can be per-formed concomitantly. Patients presenting a maxillo-mandibularmalformation requiring surgical and orthodontic treatment arealso particularly concerned by this protocol which, as we haveshown, halves total treatment time. It is important to avoidinfringement on the medullary bone and on the periodontal liga-ment. The bone cut operating procedure is highly tactile and onecan sense perfectly when the saw has cut through the cortex.However, we recommend preoperative surgical planning, ideallyusing 3D reconstruction, in particular when performing buccal andpalatal corticotomies for which a magnifying lens can beextremely useful. We are currently working on a surgical guidebased on computerized plans for corticotomy cuts using princi-ples similar to those employed in oral implantology surgery.

    AcknowledgementsThe authors wish to thank the Fondation de lAvenir (ET6-446program), the Fondation des Gueules Casses, and the Tekkaand GAC laboratories for providing support for this project.

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