口腔正畸的力學(xué)PPT通用課件

1、正畸的生物力學(xué)和生物學(xué)基礎(chǔ)正畸教研室-趙立星口腔正畸就是通過各種矯正裝置來調(diào)整頜面部骨、牙齒和神經(jīng)肌肉三者之間的平衡和協(xié)調(diào)，最終達到改善面型、排齊牙齒、提高咀嚼效能的目的?？谇徽麑W(xué)是所有醫(yī)學(xué)學(xué)科中與“力”關(guān)系最密切的一門學(xué)科！我們怎樣追尋正畸學(xué)的矯治力（弓絲、橡皮筋、圈簧的彈性）牙齒在牙周支持組織形成兩個應(yīng)力區(qū)壓應(yīng)力區(qū)骨吸收張應(yīng)力區(qū)骨沉積牙周組織改建牙齒移位矯正錯牙合畸形力學(xué)階段生物學(xué)階段正畸矯治過程動態(tài)示意圖牙齒移動的生物力學(xué)和生物學(xué)主要內(nèi)容正畸牙移動的生物學(xué)基礎(chǔ)關(guān)于正畸生物力學(xué)相關(guān)研究正畸生物力學(xué)基礎(chǔ)一.正畸生物力學(xué)的基本知識牛頓第三定律：作用于物體之間的力總是大小相等、方向相反的。力（

2、force）是物體之間的相互作用。力的三要素：大小、方向與作用點力矩（moment）指使物體轉(zhuǎn)動的力乘以力臂。力偶（couple）：作用于物體上的一對大小相等、方向相反、但不共線的一對平行力力偶矩：平行力中的一個力與力偶臂的乘積阻抗（力）中心(center of resistance)：指物體運動約束阻力的簡化中心。自由空間質(zhì)心重力場重心旋轉(zhuǎn)中心(center of rotation)： 指物體在外力作用下轉(zhuǎn)動時所圍繞的點。旋轉(zhuǎn)中心隨外力及力矩的變化而變化，它與阻力中心是兩個完全不同的概念。牙齒的阻抗中心和旋轉(zhuǎn)中心大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為的牙體阻抗中心位置：單根牙約位與牙根頸1/3與中1/3交界處的牙長

3、軸上（2/5-3/5），多根牙位于根分叉下1-2mm處。旋轉(zhuǎn)中心隨外力及力矩的變化而變化，它與阻力中心是兩個完全不同的概念牙齒除了有質(zhì)量外，還通過牙周膜與牙槽骨相連。牙根表面不同部位阻力不是均勻一致不同的牙移動類型，其支持組織反應(yīng)也不盡相同平移：當(dāng)一外力的力線通過牙的阻抗中心時，牙產(chǎn)生平動，此時旋轉(zhuǎn)中心距阻抗中心無窮遠。牙移動的兩種最基本方式轉(zhuǎn)動：當(dāng)一力偶在以阻抗中心為園心在對應(yīng)的等距離處反向作用于牙齒時，牙產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，此時旋轉(zhuǎn)中心在阻抗中心處。經(jīng)過牙阻力中心的力+單純的力偶矩=復(fù)合類型牙移動任何類型的牙移動都是由單純的移動和單純的轉(zhuǎn)動組合而成M/F比率M/F=d，旋轉(zhuǎn)中心在無窮遠處，單純平移M

4、/Fd，旋轉(zhuǎn)中心在阻抗中心到冠方無窮遠處之間，牙齒為傾斜移動，根傾冠傾M/Fd，旋轉(zhuǎn)中心在阻抗中心到根方無窮遠處之間，牙齒為傾斜移動，冠傾根傾旋轉(zhuǎn)中心位置牙移動類型d=10mmF為一個作用于牙冠上的力；M為作用于牙冠上的力偶矩D為托槽到阻抗中心的距離矯治力來源彈性金屬絲橡皮圈永磁體肌收縮力矯治力分類強度輕力（60-100g）中度力（100-300g）重力（300g）部位頜內(nèi)力 頜間力頜外力作用時間間歇力持續(xù)力產(chǎn)生方式機械力 肌力 磁力正畸力：力值較弱，作用力范圍小，通過牙在生理范圍內(nèi)的移動以矯治錯合畸形。此力主要表現(xiàn)為牙和牙弓的改變，以及少量基骨的改變，但對顱、頜骨形態(tài)的改變不明顯正畸力與矯形

5、力的區(qū)別矯形力：作用力范圍大、力量強，主要作用在顱骨、頜骨上，能使骨骼形態(tài)改變，能打開骨縫，對顏面形態(tài)改變作用大。14初始階段(initial phase)遲緩階段(lag phase)遲緩后階段(post-lag phase)物理性位移牙周膜產(chǎn)生透明樣變力大小決定速度，但空間量決定總位移力大小決定直接/間接吸收力大小決定速度增加的快慢逐漸/突然增加牙移動速度增加限速矯治力大小和牙移動速度的關(guān)系最適力臨床上判斷矯治力強度是否適當(dāng)有以下幾個特征:矯治力作用的牙齒,無明顯的自覺疼痛。叩診矯治力作用的牙齒,無明顯疼痛反應(yīng)。矯治力作用的牙齒,無明顯松動。錯位牙位置改變明顯,而支抗牙位置不改變或改變不明

6、顯。X線片顯示矯治牙的根部及牙周組織無病理變化。生物力學(xué)123打開咬合118類牽引影響咬合打開的主要力系統(tǒng)：II類牽引力前牙壓入力 II類牽引力受力分析F1：使磨牙升高F2：使磨牙前移F3：使前牙后移F4：使前牙伸出前牙壓入力前牙唇傾前牙內(nèi)傾前牙前傾的情況F1：壓入前牙F2：使前牙更前傾 解決辦法： II類牽引，或“8”字栓絲,或弓絲末端回彎前牙內(nèi)傾的情況F1：壓入前牙F2：使前牙更內(nèi)傾解決辦法 先豎直前牙類牽引力和前牙壓入力同時作用于前牙的情況合適的II類牽引力小的II類牽引力大的II類牽引力臨床上常用的打開咬合方法覆合控制機制升高后牙豎直后牙壓低前牙前傾前牙1、對于尖牙牙冠后傾者初期鎳鈦絲

7、不納入切牙或尖牙2、盡早納入第二磨牙 3、盡早使用頜間牽引 4、搖椅弓II類牽引 或 MEAW技術(shù)5、上頜前牙平面導(dǎo)板配合頜間牽引 7、多用唇弓 8、J鉤 支抗控制2牛頓第三定律：作用于物體之間的力總是大小相等、方向相反的。正畸矯治力總存在反作用力。反作用力可能是需要的，也可能會有副作用。支抗（Anchorage)：支持矯治力，抵抗矯治力產(chǎn)生的反作用力。與治療的成敗密切相關(guān)支抗控制的生物力學(xué)內(nèi)科醫(yī)生-使用藥，有副作用只有了解藥物的作用機制及副作用，才能對癥下藥，正畸醫(yī)生-使用力，也有副作用只有了解力的作用機制及副作用，才能達到預(yù)期的效果。頜內(nèi)支抗(intramaxillary anchorag

8、e)：在同一牙弓中，用部分牙齒作支持，以移動另一部分牙齒。頜間支抗(intermaxillary anchorage)：用一頜的牙弓和頜骨作支持，以矯治對頜的牙、牙弓和頜骨。頜外支抗(extraoral anchorage)：用頭的頂枕頸部作支持，以矯治牙、牙弓和頜骨。支抗的種類交互支抗(reciprocal anchorage):用支持力相等的牙齒作交互支持,以達到相互移動的效果,此時支抗力同時也是矯治力.支抗的種類差動力支抗(differential forces anchorage):同樣大小的力作用于兩個或兩組不同的牙齒,根據(jù)其產(chǎn)生的組織反應(yīng)不同，使需要移動的牙得以移動，不需移動的牙很

9、少移動甚至不動。這是一種生物力學(xué)支抗，其機制在于不同的牙其牙周膜面積不同，使其移動的力值也不同增強支抗(reinforced anchorage):增加支抗單元的數(shù)目和面積（頭、頸、口腔內(nèi)組織等）能有效地增強支抗，因為更多的支抗牙或口外結(jié)構(gòu)，分散了矯治力的反作用力穩(wěn)定支抗(stationary anchorage)：在牙周膜面積相等的情況下，整體移動所需的矯治力大于傾斜移動，因此，可以用一組牙的整體移動來對抗另一組牙的傾斜移動，使整體移動的一組牙不動或移動很少，只讓傾斜移動的一組牙移動皮質(zhì)骨支抗(cortical anchorage)：因皮質(zhì)骨比松質(zhì)骨致密、血供少、改建慢，更能抵抗吸收，所以當(dāng)

10、牙根接觸皮質(zhì)骨時牙移動減慢。因此，一些學(xué)者提出使支抗牙的牙根向皮質(zhì)骨板靠近以抑制其移動藥物支抗(medical anchorage):利用全身給藥減緩牙移動的同時,用藥物局部注射以促進計劃中的局部牙移動。用藥物控制牙移動的方法盡管目前仍處于動物實驗中，但作為一種新的支抗手段受到臨床醫(yī)師的關(guān)注最大支抗 保持后牙位置不動，75%或更多的拔牙間隙為前牙內(nèi)收所用中度支抗 前牙和后牙移動相等的距離來關(guān)閉拔牙間隙最小支抗 75%或更多拔牙間隙通過前移后牙關(guān)閉，保持前牙位置不動 29 1更換主弓絲后不要使用太大的力，不要急于進行牽引。 2兩步法關(guān)閉間隙 3、選擇性地使用轉(zhuǎn)矩 4橫腭弓和舌弓 5Nance弓

11、6唇檔 7II類或III類牽引8口外弓或 J鉤9. MIA（微種植支抗）10選擇不同的拔牙部位 支抗控制方法不同拔牙部位的選擇矯形治療3上頜骨和上頜牙弓的阻抗中心上頜復(fù)合體阻抗中心：正中矢狀面，梨狀孔下緣，第二前磨牙和第一磨牙之間上頜牙弓阻抗中心：正中矢狀面，第二前磨牙根尖矯形力大?。耗艽龠M或抑制骨骼的生長。每側(cè)500-1000g牽引時間：12-16小時/天分裂骨縫：兒童，1000g 青少年，2000g矯形力大小矯形力牽引線經(jīng)過上頜牙弓及上頜復(fù)合體阻力中心矯形力牽引線經(jīng)過上頜牙弓及上頜復(fù)合體阻力中心同側(cè)矯形力牽引線經(jīng)過上頜牙弓及上頜復(fù)合體阻力中心之間臨床應(yīng)用在牽引方向為-37時，牽引線既經(jīng)過上

12、頜復(fù)合體的阻力中心，也經(jīng)過上頜牙弓的阻力中心。上頜牙弓及上頜復(fù)合體阻力中心位置與矯形力牽引線的關(guān)系，可以歸納為三種情況：抑制下頜生長促進下頜生長下頜骨的矯形治療下頜一直處于前伸位置能加速其生長。300-500g通過施加矯形力于下頜髁頭抑制下頜的生長效果很不理想。主要改變下頜骨生長方向，對低角患者效果較好。二.生物學(xué)基礎(chǔ)正常牙周組織結(jié)構(gòu)牙齦牙周膜牙槽骨牙骨質(zhì)頜骨、牙槽骨的可塑性，牙骨質(zhì)的抗壓性，牙周膜內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性是正畸矯正顱頜面畸形最基本的生物學(xué)基礎(chǔ)牙移動的生物學(xué)基礎(chǔ)牙齦(gingiva)牙齦生物學(xué)特性改建緩慢牙齦堆積阻礙牙齒的移動牙槽嵴上牙齦纖維改建需一年旋轉(zhuǎn)牙改正后復(fù)發(fā)牙齦環(huán)切術(shù)正畸中牙齦

13、的維護托槽、帶環(huán)、弓絲對牙齦的刺激口腔衛(wèi)生保持不好牙齦激惹、炎癥和增生矯治前：應(yīng)進行齦上齦下潔治矯治中：口腔衛(wèi)生宣教矯治后：保守牙周治療，外科手術(shù)38牙周膜(Periodontal membrane)生物學(xué)特性支持功能生理變化牙周膜與咀嚼力寬度及增齡變化膠原纖維-抵抗和調(diào)節(jié)咀嚼壓力耐酸纖維-增加膠原纖維的穩(wěn)定性和硬度基質(zhì)-維持代謝，保持細胞的形態(tài)、運動和分化，一定的支持作用成纖維細胞：合成膠原、基質(zhì)、彈力纖維和糖蛋白/吸收膠原和吞噬異物成骨細胞/成牙骨質(zhì)細胞：形成新的牙槽骨和牙骨質(zhì)，新生成的牙周膜纖維被埋在其中，以保證正常附著牙周膜的伸縮性:靜止時呈微波狀，遇到拉力時被拉平伸長，遇到壓力后波狀

14、彎曲增大，纖維稍縮短正常咀嚼力-牙周必不可少的生理性刺激牙周膜中神經(jīng)和末梢感受器-咀嚼力調(diào)節(jié)器-免受振蕩和損傷牙周膜纖維功能性排列-將咬合力均勻分散-免受損傷平均寬度為0.25-0.5mm切牙磨牙牙頸根端牙根中1/3與牙根尖1/3交界處未萌出牙萌出后年齡增長，牙周膜厚度正畸牙移動，牙周膜寬度牙槽骨(alveolar bone)生物學(xué)特性可塑性骨致密度不一致性適應(yīng)功能性刺激張力下增生，壓力下吸收上頜下頜上頜前牙唇側(cè)牙槽骨的皮質(zhì)骨很薄，小孔多下頜皮層骨厚而致密，小孔少不同的個體牙槽骨的致密度不同咬合刺激是牙槽骨健康存在的基礎(chǔ)咀嚼力強-支持骨較致密、骨小梁較粗大咀嚼力弱-支持骨稀疏，骨小梁細小，排列

15、無規(guī)律無咬合-牙槽骨出現(xiàn)廢用性萎縮生理性牙移動時牙槽骨的改建增齡變化牙不斷向近中遷移和向合面方向移動，這是為了補償牙冠的鄰面和合面的磨耗牙槽骨也進行著不斷的改建以適應(yīng)牙的這種生理改變牙槽嵴高度減少生理性骨質(zhì)疏松牙骨質(zhì)(cementum)生物學(xué)特性附著功能增生抗吸收修復(fù)附著牙周膜附著牙齦隨著年齡的增長不斷增生，新生的牙骨質(zhì)將新形成的牙周膜重新包埋附著對受壓吸收有較強的抵抗力類牙骨質(zhì)，鈣化程度低，比牙槽骨有更大的抵抗能力病理情況下、或合力過重、或為了正畸的需要，錯位牙移動一段距離后，牙根表面出現(xiàn)小范圍的吸收，嚴(yán)重者可達牙本質(zhì)當(dāng)病理因素去除、移動的牙保持一段時間后，局部的成牙骨質(zhì)細胞活躍增生形成新的

16、牙骨質(zhì)，可以將小范圍吸收陷窩填平修復(fù)。初始階段(5-7d)遲緩階段(7-21d)遲緩后階段(4w)牙周膜牙槽骨發(fā)生彈性改變牙機械性快速移位牙周膜和牙槽骨的彈性變化已達極限牙無機械性移位透明樣變的形成和透明樣變的清除經(jīng)骨吸收而形成較大的間隙如仍有適當(dāng)?shù)某C治力則發(fā)生明顯的牙移位生物學(xué)的牙快速移動正畸牙移動的三個階段42牙周膜、牙槽骨的生物學(xué)反應(yīng)壓力側(cè)： (1)牙周膜：僅為0.25mm厚，牙齒在牙周膜間隙產(chǎn)生機械性移位。(2)牙槽骨：輕度彎曲變形。 第1周： F外F約束（初始階段第一次快速移動期張力側(cè)： (1)牙周膜： 纖維伸長 間隙增寬 成纖維細胞增加，膠原纖維和基質(zhì)開始增生，成骨細胞開始分化。

17、(2)牙槽骨：新骨開始沉積，骨面覆蓋著一薄層淡紅色的類骨質(zhì)；骨松質(zhì)內(nèi)開始出現(xiàn)過渡性骨小梁。43牙周膜、牙槽骨的生物學(xué)反應(yīng)壓力側(cè)：(1)牙周膜：纖維緊縮 間隙變窄 血管受壓血流減少膠原纖維和基質(zhì)降解吸收，出現(xiàn)破骨細胞，出現(xiàn)透明樣變（hyalinization of periodontal membrane）。 (2)牙槽骨：直接性骨吸收或間接性骨吸收或潛掘式骨吸收。 第2-3周 F外=F約束(遲緩階段)遲緩期張力側(cè)： (1)牙周膜： 牙周纖維停止續(xù)續(xù)拉伸。 (2)牙槽骨：牙槽骨增生變緩慢。直接性骨吸收：發(fā)生在受壓牙槽骨正表面的骨吸收，其條件是沒有透明樣變形成或透明樣變被清除之后；間接性骨吸收或潛

18、掘式骨吸收：牙周膜受壓后形成無細胞的透明樣變性結(jié)構(gòu)，此時，破骨細胞在相應(yīng)透明樣變組織區(qū)的牙槽骨髓腔側(cè)或從透明樣變周圍的牙槽骨表面進行挖掘性骨吸收。適當(dāng)?shù)牧λa(chǎn)生的主要是直接性吸收 (少量挖掘性吸收)，牙齒隨破骨/成骨的改建過程而逐漸移動；過大的力所產(chǎn)生的主要是間接性吸收(挖掘性吸收)，要待挖掘性吸收完成后牙齒才能移動。牙槽骨吸收的兩種形式直接性骨吸收間接性骨吸收牙周膜、牙槽骨的生物學(xué)反應(yīng)壓力側(cè)：(1)牙周膜：透明樣變基本被消除。 (2)牙槽骨：潛行性吸收完成。 第4周： F外F約束(遲緩后階段)第二次快速移動期張力側(cè)： (1)牙周膜牙周纖維經(jīng)過調(diào)整再排列重新附著。 (2)牙槽骨： 牙槽骨細胞增

19、生，骨質(zhì)沉積加快。46牙髓牙根矯治力適宜輕度充血對溫度的變化敏感牙髓活力下降一般可在矯治完成后恢復(fù)矯治力過大牙髓炎部分或全部牙髓變性壞死矯治力適宜吸收范圍小、程度輕X線片上難發(fā)現(xiàn)能較快修復(fù)矯治力過大牙根吸收正畸過程中牙體組織的變化牙根吸收正畸矯治中有時可引起牙骨質(zhì)及深層牙本質(zhì)的吸收，表現(xiàn)為牙根變短。（進行性吸收，特發(fā)性吸收）骨彈性學(xué)說： 1958 ,Kingsley和Walkhoff認(rèn)為：骨小梁本身有可壓縮性、彈性和柔性骨壓迫學(xué)說： 1904，Sandstedt，壓力側(cè)骨吸收，牽引側(cè)骨增生骨轉(zhuǎn)化學(xué)說： 1930，Oppenheim，無論張力側(cè)還是壓力側(cè)，牙槽嵴處的致密骨板層均消失，而代之以海綿

20、骨，停止施力后，過渡性骨又變?yōu)橹旅苎啦酃菈弘娦?yīng)學(xué)說： 1964，Picton，Zengo，解釋了遠離牙周膜的牙槽骨表面的改建，在力的作用下骨彎曲變形，骨中晶體物質(zhì)變形產(chǎn)生電荷，因電荷不同，吸引成骨細胞(“-”)、破骨細胞(“+”)骨機械-化學(xué)學(xué)說：1970， Justus和Luft，壓力改變羥基磷灰石溶解度，引起破骨成骨作用。 受力后牙周組織釋放出某些化學(xué)物質(zhì)(PGE、cAMP等)，促進破骨、成骨正畸牙齒移動機制學(xué)說常見類型牙移動時牙周組織變化牙周變化2.整體移動1.傾斜移動3.轉(zhuǎn)矩和豎直4.伸出移動6.旋轉(zhuǎn)移動5.壓低移動透明樣變位置牙槽骨吸收位置牙槽骨沉積位置牙移動速度最適矯治力復(fù)發(fā)傾斜移動最初發(fā)生于壓力區(qū)牙槽嵴下方壓力區(qū)牙槽嵴和根尖張力區(qū)牙槽嵴和根尖快切牙0.25-0.39N尖牙0.69-1.47N整體移動用力適當(dāng)時透明性變少/區(qū)域小/時間短壓力側(cè)發(fā)生廣泛性的直接性骨吸收張力側(cè)廣泛沉積慢單根牙0.49-0.69N轉(zhuǎn)矩豎直轉(zhuǎn)矩：受壓牙槽骨吸收先發(fā)生于根中1/3，