李慈心 / 彰化基督教醫院牙科部矯正科主治醫師
中山醫學大學口腔醫學院牙醫系兼任教授

自人類歷史的開始,人們很早就了解如果沒有適當的咬合的話,會很難咀嚼食物,進而造成生活的困擾。
從人類頭骨的考古證據來看,尼安德特人(約5萬年前)開始,牙齒擁擠就出現了,但直到大約3000年前,才有第一次嘗試糾正擁擠或突出的牙齒的書面記錄。很久以前,早在“orthodontics”這個詞被創造出來之前,人們就知道牙齒會隨著壓力而移動。古希臘和伊特魯里亞文物也已經發現了原始的矯正器。考古學家發現埃及木乃伊有包裹著單個牙齒周圍的粗金屬帶。從古埃及人,古羅馬人及伊特魯里亞人(the Etuscans)的遺體也發現,當時社會會使用各種金屬跟線材來整齊牙齒或是調整牙齒。

矯正的歷史可以回溯至古文明的時代,而矯正學一開始並非稱為 orthodontics,在1900年代之前稱為 regulation,1930年代稱為 orthodontia,1970年代稱為orthodontics, 現今稱為orthodontics and dentofacial orthopedics。
有許多醫師對矯正學做出顯著的貢獻,其中以Dr. Edward Angle被奉為現代矯正之父,他為咬合不正做了分類,也就是我們至今仍普遍使用的安格氏咬合分類 (Angle classification, I, II & III)。
中世紀 (5~15世紀) 關於齒列的敘述很少,可以說是沒有進步。18世紀起有許多研究討論如何將牙齒整平,但要到19世紀之後矯正才獨立成為一門科學。

18世紀

18世紀牙科開始獨立發展,這時候法國是牙科的發展的先驅,主要是因為Pierre Fauchard(1678-1761),他被稱為現代牙科之父,他出版 «The Surgical Dentist»,其中包括口腔解剖結構和功能,牙齒結構以及各種手術和修復技術,並把牙科從更廣泛類別的手術中獨立出來。其中有一章節在討論將牙齒排齊,他發明了一種裝置Bandelette appliance,是一個由馬蹄形的貴金屬帶所組成的擴張拱,用來擴張牙弓,尤其是前牙。這個理念成為 Dr. Angle’s E-arch的基礎,即使在今天,它的原理也被用於擁擠的牙列。那時,所有的關注都是如何將上顎牙齒排齊。
法國國王的牙醫 Etienne Bourdet(1722-1789)對Fauchard 的 Bandelette 裝置進行了改進,他是第一個建議序列性拔牙和拔除小臼齒以緩解牙齒擁擠的人。也是第一個提出“舌側矯正”的人,像是從舌側開始擴大牙弓。隨之而來的是一系列舌側器械,包括 jack- screw,the expansion plate,and lingual arch。
而英國解剖學家兼外科醫生約翰亨特(John Hunter,1728-1793),儘管並不是牙醫,但他特別關注牙齒和顎骨的解剖結構。他的著作“人類牙齒的自然史”(The Natural History of the Human Teeth,1771)對 orthopedic principles 提出了一個明確陳述。他是第一個描述正常咬合的人,並且試圖對牙齒進行分類。他確定了牙齒和骨骼之間的差異,並給了牙齒名稱,如 cuspidate (犬齒)和 bicuspidate (小臼齒)。他是第一個描述顎骨發育的人,不是假設,而是一個健全的科學調查。目前認為還是有相當的準確性。

19世紀

19世紀初的歐洲先鋒

John Hunter的學生Joseph Fox(1776-1816,英國),他為矯正科學做出了顯著的貢獻。在他的著作“人類牙齒的自然史和疾病”(1814)的第 4章專門討論了這個話題,他也是第一個觀察到下頜骨生長主要通過大臼齒遠端延伸的人。他特別感興趣的是利用咬合板來打開咬合部位,他的其他矯正裝置 (appliance)包括 expansion arch和 chin cup(大約1802年)。

1841年J.M.Alexis Schange(1807,法國)發表了第一部矯正學的著作。他介紹了一種改進的螺釘,叫做 clamp band,並在1842年發展出 rubber band。他還創造了anchorage這個詞。

Friedrich Christoph Kneisel(1797-1847,德國人)是普魯士的牙醫。他是第一個使用石膏模型來記錄咬合不正(1836年)的人。同一年,他為他的下巴前突患者安裝了chin strap,也是第一個使用活動矯正裝置 (removal appliance) 的醫師。 Kneisel 撰寫了第一篇專門討論矯正的法文和德文論文。他和約翰·托梅斯(John Tomes,1812-1895,英國)使用各種活動矯正裝置治療患者。

另外還有William Linott 提出當乳牙提早脫落會造成咬合不正(1841),他建議開始治療時間為14~25歲。Js Gunnells,在1840年左右使用chin strap來治療下顎前突。Emerson C Angel(1823~1903)在1860年代是第一個提倡打開上顎正中縫來提供空間給上顎牙弓的人。

John Nutting Farrar (1839-1913),被視為美國矯正之父,他研究動物因矯正引起牙齒移動的生理性及病理性的變化,他發表了 “牙齒不整齊的治療”( irregularities of the teeth and their correction),他擅長設計矯正裝置,並且建議用輕微且間斷的力量來移動牙齒,他也是第一個建議 root or tooth bodily movement 的人。t

同一時期,Norman N Kingsley (1829-1913)也同等重要,他以其著作”顎裂的治療” correction of cleft palate而著名,他提出一種技術叫做“jumping the bite”來治療 下顎後縮的病患。

直到19世紀的後三十年,因為上述的醫師的貢獻,齒列矯正才開始成為一門專業科學。

19世紀早期的美國先鋒

在 Edward Angle之前,咬合不正的治療是混亂的,對 正常咬合 normal occlusion的了解甚少,甚至對齒列的發展了解也不多。使用的矯正裝置也是很原始的,不僅在設計上,而且在金屬和材料使用也是。診斷和病例分析都沒有合理的依據。

1830年代以前的美國,口腔中的治療都是由沒有牙科學位的醫師,理髮師或郎中完成的,而且沒有矯正和咬合不正 malocclusion等術語。

1834年,第一家美國牙科協會,紐約市和紐約州牙醫師協會成立。其後幾十年中,美國人發明了硫化橡膠和其他牙科材料,率先開發了高速磨牙機 high speed,並發現了麻醉技術。費城牙醫 Leonard Koecker(1728-1850)提議給不規則位置的牙齒綁結紮線 ligature,並倡導早期治療,認為如果在早期適當照顧下,大部分恆齒是可以保持完美的健康和排列,並且如果第一顆臼齒在十二歲之前就拔掉了,所有的前牙都會或多或少地向後生長,第二和第三臼齒會往前生長填補空置空間。

1839年,第一本牙科雜誌“美國牙科學雜誌”在Solyman Brown(1790-1876)的努力下成立,他撰寫了第一份患者教育材料(調節兒童牙齒的重要性); Levi S. Parmly(1790-1859)和Chapin A. Harris(1806-1860),他們從1839年到1858年編輯了這本雜誌。Harris也與 Horace H. Hayden(1769-1844)一起創辦了當時在馬里蘭大學的第一所牙科學院(巴爾的摩牙醫學院),Chapin Harris在那裡首次發表了關於“牙齒不整齊”的講座。他的創新成果包括在臼齒上使用金帽來打開咬合,並將旋轉鈕焊接到套環 band上來旋轉牙齒。

Charles Goodyear(1800-1860)在1839年發明的硫化橡膠, 大大降低了牙科假牙和其他矯正裝置的成本和重量。當Charles Goodyear偶然發現“sulfur cross-linking”時,橡膠成為可行材料。通過在橡膠中添加硫磺製成,硫化物可以在模具中加熱混合物來製造假牙。E.G.Tucker是第一個在他的矯正裝置中使用這種新材料的人,也是第一位使用矯正橡皮筋的美國人(1846年)。

20世紀

這世紀最出名的就是Edward H. Angle(1855-1930)。他在1892年成為矯正教授。他首先在St. Louis任教,之後在New London,最後搬到加州 Pasadena。在St. Louis教授矯正學的時候,他深深體會到以基本的科學基礎作為教學的必要性,他在1899年發表了至今仍普遍使用的Angle’s classification來分類咬合不正,他相信因為矯正學特殊的專業性,所以必須在學院中做系統性的教授。而1900年開立的“安格矯正學院”(Angle’s School of Orthodontia)吸引來自全球各地的學生。1901年,Angle與矯正學界的許多名醫和他的學生磋商後,一起成立了美國矯正專科醫師協會(American Society of Orthodontists),Angle為第一屆會長。該協會的第一篇論文即表示要讓牙科矯正科學成為繼眼科之後的第二個治療的專業。

Dr. Angle除了發展出咬合不正的分類之外,還發明了些裝置, 像是E-ARCH,pin and tube appliance,ribbon arch appliance,還有edgewise appliance。雖然現今所使用的矯正器跟當時已經有相當大的不同,但是Angle’s classification依舊沿用至今。

另一位是Calvin S. Case(1847-1923),Case認為咬合不正和臉部外觀有強烈相關。Case原本是贗復prosthodontic跟矯正的教授,之後他放棄贗復教授的位置,專精於矯正學。Case是一位多產的矯正醫師,他寫了123篇文章關於矯正診斷,矯正裝置,牙齒移動的問題,唇顎裂跟發音的問題,他也是第一個強調牙根移動重要性的人。除此之外也用小直徑且有彈性的線來做牙齒排列,也是使用維持器的先驅,此外Case在唇顎裂患者的贗復方面也是貢獻相當多。

此外還有許多知名的矯正醫師,像是Charles A Hawley (1861~1929)設計出維持器Hawley retainer。而B Holly Broadbent引進了測顱影像(Cepahlometrics)這個技術,建立了頭骨的參考點,也就是我們所知道的Bolton point,他在1931 年發表了“A new X-ray Technique and Its Application to Orthodontia”這篇文章,該論文是關於3500名從出生到成年的測顱影像的縱向研究。

六零年代則有Dr. Charles H. Tweed (1895-1970) 憑藉多年臨床觀察顏面美觀的經驗,認為下顎門齒長軸必須和下顎平面成90 度的直角,即IMPA 值成 90 度,(incisor mandibular plane angle, IMPA, key of treatment); 標準值範圍界於90 度 ±5度。後來 Tweed 及其追隨者將 IMPA 角廣泛應用在齒顎矯正治療計畫的擬定上。Tweed的彎線系統及錨定概念(anchorage preparation),到八零年代由Dr. Merrifield 更進一步發展出 ten-two technique, 對當代矯正治療曾造成相當大的影響。
所以打從1728年Dr. Fauchard 的Bandelette appliance開始算起,齒顎矯正也有兩百多年以上的歷史了,在這兩百多年當中,藉由從古至今的許多學者,醫師的貢獻研究,齒顎矯正的理論和技術不斷的在革新和進步,治療也更趨於完善。而推動這不斷進步的動力就是人們自古以來不變的追求美麗的天性。

 

參考書籍–牙齒的故事—圖說牙醫學史 / Dentistry:  An Illustrated History (Mosby, 1995) by Malvin E. Ring (邊城出版 2005)  

現代齒列矯正學之父 (Edward H. Angle (1855-1930) 及其ribbon arch 矯正裝置

Charles H. Tweed (1895-1970) 及其著名的 Tweed triangle