正畸治療的生物機(jī)械原理

第五章正畸治療的生物機(jī)械原理本章導(dǎo)讀掌握矯治力的種類(lèi)和牙齒移動(dòng)方式了解矯治過(guò)程中的組織改變了解牙齒移動(dòng)的影響因素2021/4/262概述

(一)錯(cuò)牙合畸形矯治的基本原理錯(cuò)牙合（錯(cuò)位牙和畸形頜骨）在力的作用下（外力或去除異常肌力）經(jīng)過(guò)牙周組織或頜骨的生物學(xué)改建變?yōu)檎ｎM。（二）學(xué)習(xí)正畸生物力學(xué)的目的用已知的力系統(tǒng)獲得精確的生物力學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)確定的治療目標(biāo)?！p少或消除不必要的副作用?！p少療程?！ば纬蛇m合個(gè)體的治療計(jì)劃。2021/4/263(一)矯治力1．矯治力的來(lái)源(1)金屬?gòu)椥越z(2)橡皮圈(3)永磁體(4)肌肉收縮力2．矯治力的分類(lèi)(1)以矯治力強(qiáng)度分：①輕度力：＜60g②中度力：60—350g主要正畸力范圍③重度力：＞350g改變骨骼形態(tài)2021/4/264(2)以力的作用時(shí)間分：①間歇力

②持續(xù)力(3)以矯治力產(chǎn)生的方式分①機(jī)械力機(jī)械彈力

②肌能力

③磁力(4)以矯治力的來(lái)源分①頜內(nèi)力

②頜間力

③頜外力

2021/4/265(5)以力的作用效果分①正畸力：力值較弱，作用于牙或牙弓，使其位置發(fā)生改變的力。②矯形力：力值強(qiáng)，作用于骨骼(顱骨、頜骨)，使骨骼形態(tài)改變的力。2021/4/266一、生物力學(xué)基礎(chǔ)

(一)基本概念

1.力(Force)

力是物體間相互作用力對(duì)物體的作用取決于三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。

2.力矩(Moment)和力偶(Couple)(1)力矩是表示物體轉(zhuǎn)動(dòng)效果的物理量。其大小等于力與力臂的乘積。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為負(fù)力矩，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正力矩。2021/4/267(2)力偶和力偶矩力偶是大小相等、方向相反，不在同一直線上但相互平行的一對(duì)力。力偶矩等于其中的一個(gè)力乘力偶臂(兩力間距離)。2021/4/2683．阻抗中心(CenterofReslstance，Cre)：當(dāng)力通過(guò)約束物使其發(fā)生平行移動(dòng)的點(diǎn)，相當(dāng)于約束物體其運(yùn)動(dòng)的阻力的簡(jiǎn)化中心。在自由空間中，物體的阻抗中心就是它的質(zhì)心，在重力場(chǎng)中他就是重心。

·牙為約束物體(Restroinedbody)·牙阻力中心位置是與牙根長(zhǎng)度、形態(tài)、牙周組織有關(guān)，與加載無(wú)關(guān)。

·作用于阻力中心的力系統(tǒng)(M／F)決定了牙移動(dòng)方式。

·單根牙、一組牙、整個(gè)牙弓、頜骨都有自己的阻力中心。

·阻力中心可通過(guò)實(shí)驗(yàn)或分析方法獲得。2021/4/2694．旋轉(zhuǎn)中心(CenterofRototion，Cro)：物體在外力作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)所圍繞的一個(gè)點(diǎn)。

·牙旋轉(zhuǎn)中心的位置與加載有關(guān)，不是一個(gè)恒定值。

·牙旋轉(zhuǎn)中心決定了牙的移動(dòng)方式。

·牙旋轉(zhuǎn)中心的確定方法。2021/4/26109、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20235:01:26PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請(qǐng)。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一個(gè)人炫耀什么，說(shuō)明他內(nèi)心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/35．等效力系統(tǒng)(Equivalentforcesystem)

將實(shí)際作用于托槽的力系統(tǒng)等效地轉(zhuǎn)移至阻力中心處，稱等效力系統(tǒng)。(1)等效力系統(tǒng)的確定。

·首先將力轉(zhuǎn)移至阻力中心處。

·其次將在托槽處力產(chǎn)生的力矩(themomentofaforce)轉(zhuǎn)移至阻力中心處。

·最后將力產(chǎn)生的力矩與外加力矩相加，計(jì)算總力矩(thenetmoment)。

(2)等效力系統(tǒng)的意義通過(guò)確定等效力系統(tǒng)，我們可以得容易地判斷產(chǎn)生預(yù)計(jì)牙移動(dòng)所需要的力及力矩。2021/4/2612（二）牙齒移動(dòng)的種類(lèi)1.傾斜移動(dòng)2.整體移動(dòng)3.轉(zhuǎn)矩移動(dòng)4.垂直移動(dòng)5.旋轉(zhuǎn)移動(dòng)2021/4/26131．傾斜移動(dòng)(Tipping)(1)概念：是指牙以支點(diǎn)為中心，牙冠和牙根朝相反方向移動(dòng)。

(2)分類(lèi)：依據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的位置分為

①不受控制的傾斜移動(dòng)(UncontrolledTipping)：轉(zhuǎn)動(dòng)中心位于根尖點(diǎn)與阻力中心之間。

②可控制的傾斜移動(dòng)(Contro11edTipping)：轉(zhuǎn)動(dòng)中心位于根尖處。2021/4/2614傾斜移動(dòng)的組織反應(yīng)最大壓力區(qū)和張力區(qū)在牙根尖和牙頸部50--75g2021/4/26152021/4/2616

(3)應(yīng)力分布、加載、組織反應(yīng)與臨床應(yīng)用。①不受控制的傾斜移動(dòng)·應(yīng)力分布：不受控制的傾斜移動(dòng)應(yīng)力分布單根牙牙周膜呈現(xiàn)2個(gè)壓力區(qū)和2個(gè)牽引區(qū)，雙根牙呈現(xiàn)4個(gè)壓力和4個(gè)牽引區(qū)，根尖及牙槽嵴頂為應(yīng)力集中區(qū)。·加載：M/F比值在0：1到5：1之間?！そM織反應(yīng)：牙槽壁發(fā)生改建，外壁也發(fā)生代償性改建。·臨床作用：在某些病例，如安氏II類(lèi)11分類(lèi)或安氏III類(lèi)切牙過(guò)于直立者，不受控制的傾斜移動(dòng)是有益的?！らL(zhǎng)期大輻度傾斜移動(dòng)，能引起牙槽崎，根尖吸收。2021/4/2617②可控制的傾斜移動(dòng)

·應(yīng)力分布：?jiǎn)胃?，牙周膜呈現(xiàn)一個(gè)壓力區(qū)和一個(gè)張力區(qū)，根尖區(qū)應(yīng)力小，至牙槽嵴頂逐漸增大。·加載：M／F比值7：1?！そM織反應(yīng)：壓力區(qū)牙槽窩內(nèi)壁骨吸收，張力區(qū)牙槽窩內(nèi)壁骨形成?！づR床應(yīng)用：雙牙合前突或上前牙前突患者需要此移動(dòng)方式。2021/4/26182．整體移動(dòng)(Bodilymovement，Translation)(1)概念：牙冠和牙根同時(shí)向唇頰側(cè)或腭舌側(cè)、近中或遠(yuǎn)中的等距離移動(dòng)至新的位置，此時(shí)外力所在的一方為張力側(cè)，外力所向的另一方為壓力側(cè)，分別發(fā)生增生與吸收。

(2)應(yīng)力分布、加載、組織反應(yīng)、臨床應(yīng)用。

①應(yīng)力分布：一側(cè)為張力側(cè)，另一側(cè)為壓力側(cè)，應(yīng)力分布均勻分布于支持組織上。

②加載：M／F為10／1。

③組織反應(yīng)：受壓側(cè)骨吸收，張力側(cè)骨形成。

④臨床應(yīng)用：尖牙的運(yùn)中移動(dòng)；切牙的后移，磨牙的前移大多需要此移動(dòng)方式。2021/4/2619整體移動(dòng)的組織反應(yīng)壓力均勻分布在支持組織結(jié)構(gòu)上100--150g2021/4/26202021/4/26213．轉(zhuǎn)矩移動(dòng)（torque)

又稱控根移動(dòng)(RootMovement)

(1)概念：保持牙冠基本不動(dòng)，使牙根移動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)中心位于切緣或托槽處)。

(2)分類(lèi)：根據(jù)牙根移動(dòng)方向不同分為：

①轉(zhuǎn)矩(唇一舌向或頰一舌向運(yùn)動(dòng))②豎直(近遠(yuǎn)中向)2021/4/2622(3)應(yīng)力分布、加載、組織反應(yīng)、臨床應(yīng)用

·應(yīng)力分布：根尖區(qū)應(yīng)力最為集中?！ぜ虞d：M/F為12：1?！そM織反應(yīng)：由于根尖區(qū)應(yīng)力最為集中，根尖區(qū)牙槽表現(xiàn)為潛挖性吸收(Underminingresorption)。如應(yīng)力過(guò)大，易造成根尖的吸收和牙髓壞死。2021/4/2623臨床應(yīng)用

給切牙加轉(zhuǎn)矩力以獲得正確的冠傾斜度間隙關(guān)閉后建立尖牙正確的冠傾角豎直近中傾斜的后牙加強(qiáng)支抗應(yīng)采用口外弓或遠(yuǎn)中方向的力，防止冠的反向移動(dòng)。2021/4/2624控根移動(dòng)的組織反應(yīng)根尖區(qū)壓力最大，有牙根吸收，牙髓壞死危險(xiǎn)75--125g2021/4/26254．牙伸長(zhǎng)或壓低移動(dòng)(ExtrusionorIntrusion)

(1)概念：沿牙長(zhǎng)軸方向的牙移動(dòng)方式，屬整體移動(dòng)中的一類(lèi)。(2)應(yīng)力分布、加載、組織反應(yīng)、臨床應(yīng)用①應(yīng)力分布·牙伸長(zhǎng)：整個(gè)牙周纖維受到牽拉·牙壓低：應(yīng)力集中于根尖區(qū)②加載·需要一通過(guò)牙阻力中心的力·牙伸長(zhǎng)：50g一100g(單根牙50g，磨牙100g)·牙壓低：10g一25g(切牙10g，磨牙25g)③組織反應(yīng)·牙伸長(zhǎng)：牙槽窩新骨開(kāi)形成·牙壓低：牙槽窩骨吸收。力量過(guò)大時(shí)，牙根吸收，牙髓壞死。④臨床應(yīng)用：·牙伸長(zhǎng)或壓低…·壓低時(shí)采用持續(xù)性輕力2021/4/2626垂直移動(dòng)的組織反應(yīng)壓入移動(dòng)組織反應(yīng)以吸收為主15－25g拉出移動(dòng)組織反應(yīng)以增生為主50－75g2021/4/26275．旋轉(zhuǎn)移動(dòng)(Rotation)

(1)概念：牙體繞牙長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)應(yīng)力分布、加載、組織反應(yīng)、臨床應(yīng)用

①應(yīng)力分布：扁形牙根的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生二個(gè)壓力區(qū)和二個(gè)張力區(qū)。

②加載：需要一個(gè)力偶并且沒(méi)有力作用于阻力中心。

③組織反應(yīng)：·牙周膜纖維基本都被拉長(zhǎng)扭轉(zhuǎn)·牙槽嵴上纖維改建極慢，易復(fù)發(fā)

④臨床應(yīng)用：·旋轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn))牙的矯治·過(guò)矯正·牙齦環(huán)切術(shù)(CircumferentialSuperacrestalFibrotomy,CSF)2021/4/2628旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的組織反應(yīng)移動(dòng)困難且易復(fù)發(fā)50--75g2021/4/2629二、正畸矯治的生物學(xué)基礎(chǔ)

正畸矯治過(guò)程，是在力的作用下，牙周組織、頜骨產(chǎn)生生理性的組織改建，牙齒或領(lǐng)骨由異常位置變?yōu)檎Ｎ恢玫倪^(guò)程。2021/4/2630(一)頜骨、牙骨質(zhì)、牙周膜的生物學(xué)特性

1．頜骨的可塑性

(1)具有高度可塑性，牙槽骨是人體中最活躍的骨組織。

(2)在生理狀態(tài)下可有形態(tài)及結(jié)構(gòu)變化，改建包括增生和吸收兩個(gè)過(guò)程。2．牙骨質(zhì)的抗壓性

(1)覆蓋于牙根表面。

(2)只有新生沒(méi)有吸收，隨年齡增長(zhǎng)緩慢沉積。2021/4/26313．牙周膜內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性

(1)固定牙齒于牙槽窩內(nèi)，傳導(dǎo)與調(diào)節(jié)牙齒所受外力；

(2)其分解與合成的功能是全身最活躍的。2021/4/2632(二)正畸矯治過(guò)程中的組織反應(yīng)

正畸矯治過(guò)程通常分為兩個(gè)階段：生物力學(xué)階段和生物學(xué)階段。生物力學(xué)階段：矯治器產(chǎn)生各種矯治力作用于牙、牙合、顱面等軟組織使之產(chǎn)生應(yīng)力的階段。生物學(xué)階段：應(yīng)力使牙頜系統(tǒng)發(fā)生組織學(xué)改建的階段。2021/4/26331．牙周組織的反應(yīng)

(1)牙周膜的反應(yīng)壓力側(cè)：牙周膜組織受擠壓而緊縮，牙周間隙變窄，血管受壓血流量減少，膠原纖維和基質(zhì)降解吸收，由未分化的問(wèn)充質(zhì)細(xì)胞分化出破骨細(xì)胞，這些變化加力48-72小時(shí)出現(xiàn)。張力側(cè)：牙周膜纖維拉伸變長(zhǎng)，牙周間隙增寬，肢原纖維和基質(zhì)增生，成纖維細(xì)胞增殖，成骨細(xì)胞分化，牙有一定的松動(dòng)，牙周膜方向也有變化。直到壓力解除牙穩(wěn)定后，牙周組織改建，牙周間隙寬度恢復(fù)正常。2021/4/2634壓力側(cè)：牙周膜縮窄，血管受壓，膠原纖維，基質(zhì)降解。破骨細(xì)胞形成張力側(cè)：牙周膜增寬，血管擴(kuò)張，膠原纖維，基質(zhì)增生。成骨細(xì)胞形成2021/4/2635(2)牙槽骨的反應(yīng)①壓力側(cè)：牙槽骨的牙周膜面骨吸收，表現(xiàn)為蠶食狀吸收陷窩，陷窩內(nèi)常見(jiàn)破骨細(xì)胞。張力側(cè)：牙槽骨的牙周膜面有新骨形成，表現(xiàn)為成骨細(xì)胞的活動(dòng)，鏡下可見(jiàn)骨面覆蓋一薄層淡紅色的類(lèi)骨質(zhì)。新形成的骨小梁，其方向順著矯治力的方向橫向排列，稱為過(guò)渡性骨，在其一端也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的吸收及破骨細(xì)胞，另一端增生及成骨細(xì)胞，由過(guò)渡性骨到正常骨，大約需要半年到1年的調(diào)整時(shí)間。2021/4/2636②直接骨吸收與潛行性骨吸收（directresorptionandunderminingresorption）·直接骨吸收：在大小適當(dāng)?shù)某C治力作用下，壓力側(cè)牙槽骨的吸收是在內(nèi)面直接發(fā)生?！撔行怨俏眨撼C治力過(guò)大時(shí)，骨的吸收不在牙槽骨內(nèi)面直接發(fā)生，而在稍遠(yuǎn)處發(fā)生骨吸收。·潛行性骨吸收：可使牙移動(dòng)的速度減慢，牙松動(dòng)、疼痛牙根骨性粘連。2021/4/2637壓力側(cè)：牙槽骨表面吸收張力側(cè)：牙槽骨表面新骨形成過(guò)渡性骨牙槽嵴高度：牙升高壓低都不變。直接骨吸收directresorption間接骨吸收indirectresorption2021/4/2638（3）牙髓的反應(yīng)矯治力適宜： 牙髓充血，溫度感明顯，活力下降， 可恢復(fù)。矯治力過(guò)大： 牙髓炎，牙髓壞死，不可恢復(fù)。2021/4/2639（4）牙根的反應(yīng)1.輕微的吸收抗壓能力強(qiáng)、破牙骨質(zhì)細(xì)胞形成、修復(fù)較快、X線片難以發(fā)現(xiàn)2.進(jìn)行性吸收與矯治力有關(guān)，發(fā)生于根尖，變圓鈍3.特發(fā)性吸收與矯治力無(wú)關(guān)，治療前就有，矯正加重吸收2021/4/2640（5）乳牙移動(dòng)對(duì)恒牙牙胚的影響恒切牙、尖牙牙胚緊靠在乳前牙牙根的舌側(cè)，前磨牙牙胚則位于乳磨牙壓根分叉處。兩類(lèi)牙的位置十分接近，所以在正畸移動(dòng)乳牙時(shí)，可影響到恒牙胚。2021/4/2641三、矯治中影響牙周組織改建的因素

（一）施力強(qiáng)度和時(shí)間1．施力的強(qiáng)度·牙周應(yīng)力過(guò)小，牙齒不發(fā)生移動(dòng)·牙周應(yīng)力過(guò)大，牙周造成損傷·采用適宜的力，有助于牙齒生理性移動(dòng)2．時(shí)間·持續(xù)力可提高矯治效率·間歇力矯治效率低·牙周組織改建需要時(shí)間。·固定矯治器可3—6周加力一次，活動(dòng)?jì)芍瘟?—3周加力一次。2021/4/2642臨床適宜矯治力的表征：①

無(wú)明顯的自覺(jué)疼痛，只有發(fā)脹感覺(jué)；②

叩診無(wú)明顯反應(yīng)；③

松動(dòng)度不大；④

移動(dòng)的牙位或頜位效果明顯；⑤

x線片提示：矯治牙的根部牙周無(wú)異常。（二）機(jī)體條件1．

年齡10-14歲矯治的最好時(shí)期2．

影響骨形成與吸收的因素：PGS3．血液供給的影響2021/4/2643四、頜骨矯形治療的生物力學(xué)

(一)上頜骨的矯形治療1．上頜骨和上領(lǐng)牙弓阻抗中心位置上頜骨阻抗中心的三維坐標(biāo)值在正中矢狀面上，其高度在梨狀孔下緣，前后位置在第二前磨牙和第一磨牙之間；上頜牙弓的阻抗中心的三維坐標(biāo)值勤也在正中矢狀面上，但其前后位置在第二前磨牙處、高度約在前磨牙的牙根尖。在牽引方向?yàn)檠篮系钠矫嫦?370時(shí)，牽引線同時(shí)經(jīng)過(guò)上頜骨和上頜牙弓的兩阻抗中心。2021/4/26442．臨床應(yīng)用(1)

矯形牽引與上頜骨和上牙弓兩者阻抗中心位置的關(guān)系有三種情況：1）

頜骨和上牙弓平動(dòng)而無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則牽引線需同時(shí)經(jīng)過(guò)上述兩者的阻抗中心。即從尖牙處斜向下-370牽引，沿此方向牽引時(shí)牽引線就可以通過(guò)兩者阻抗中心，兩者將沿牽引線平動(dòng)，此時(shí)矯形力將發(fā)揮最大的效率。2021/4/26452）

要求上頜骨和上牙弓發(fā)生同向的順時(shí)針（或逆時(shí)針）施力時(shí)，則牽引線需經(jīng)過(guò)兩者阻抗中心的同側(cè)。臨床上適用于反牙合伴有牙合傾斜（由于上頜骨逆施時(shí)針旋圍且前牙牙槽骨高度不足所致）的患者，其需要前方牽引的病例。2021/4/2646如矯形力牽引線經(jīng)過(guò)上頜骨等和上牙弓阻抗中心之間，則上牙弓和上頜骨將發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)。臨床適用于前牽引治療反牙合伴有深覆牙合（由于上頜骨有順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和上后牙牙槽高度發(fā)育不足而引起的），設(shè)計(jì)牽引為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并采用向上牽引角度，使上頜骨逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，上牙弓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。2021/4/2647(2)頜骨矯形力1)

大?。阂趋栏淖冃栌贸C形力，需用重度力，一般為每側(cè)500~1000g，分裂骨縫的力比抑制骨生長(zhǎng)的力大得多，如打開(kāi)腭中縫力兒童約為1000g，青年約需2000g。2)

作用時(shí)間：患者每天戴頭具12-16h，可產(chǎn)生相當(dāng)多的骨骼效應(yīng)，作用少于上述時(shí)數(shù)，就無(wú)骨效應(yīng)，但不應(yīng)每天戴24h口外裝置，因其骨鉻效應(yīng)并不增多。3)

作用部位和方向2021/4/2648本章小結(jié)1、矯治力的種類(lèi)2、牙齒移動(dòng)的種類(lèi)3、矯治過(guò)程中的組織改變2021/4/2649課后思考矯治力作用于牙齒可是牙齒做哪些移動(dòng)？2021/4/26509、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。03-2月-2303-2月-23Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。***2/3/20235:01:26PM11、人總是珍惜為得到。03-2月-23**Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請(qǐng)。***Fri