正畸治療的生物機械原理

第五章正畸治療的生物機械原理本章導讀掌握矯治力的種類和牙齒移動方式了解矯治過程中的組織改變了解牙齒移動的影響因素2021/4/262概述

(一)錯牙合畸形矯治的基本原理錯牙合（錯位牙和畸形頜骨）在力的作用下（外力或去除異常肌力）經過牙周組織或頜骨的生物學改建變為正常頜。（二）學習正畸生物力學的目的用已知的力系統獲得精確的生物力學反應，實現確定的治療目標。·減少或消除不必要的副作用。·減少療程。·形成適合個體的治療計劃。2021/4/263(一)矯治力1．矯治力的來源(1)金屬彈性絲(2)橡皮圈(3)永磁體(4)肌肉收縮力2．矯治力的分類(1)以矯治力強度分：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2021/4/264(2)以力的作用時間分：①間歇力

②持續力(3)以矯治力產生的方式分①機械力機械彈力

②肌能力

③磁力(4)以矯治力的來源分①頜內力

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，使其位置發生改變的力。②矯形力：力值強，作用于骨骼(顱骨、頜骨)，使骨骼形態改變的力。2021/4/266一、生物力學基礎

(一)基本概念

1.力(Force)

力是物體間相互作用力對物體的作用取決于三要素：大小、方向、作用點。

2.力矩(Moment)和力偶(Couple)(1)力矩是表示物體轉動效果的物理量。其大小等于力與力臂的乘積。順時針轉動為負力矩，逆時針轉動為正力矩。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力。力偶矩等于其中的一個力乘力偶臂(兩力間距離)。2021/4/2683．阻抗中心(CenterofReslstance，Cre)：當力通過約束物使其發生平行移動的點，相當于約束物體其運動的阻力的簡化中心。在自由空間中，物體的阻抗中心就是它的質心，在重力場中他就是重心。

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

·作用于阻力中心的力系統(M／F)決定了牙移動方式。

·單根牙、一組牙、整個牙弓、頜骨都有自己的阻力中心。

·阻力中心可通過實驗或分析方法獲得。2021/4/2694．旋轉中心(CenterofRototion，Cro)：物體在外力作用下旋轉時所圍繞的一個點。

·牙旋轉中心的位置與加載有關，不是一個恒定值。

·牙旋轉中心決定了牙的移動方式。

·牙旋轉中心的確定方法。2021/4/26109、人的價值，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。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。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、一個人炫耀什么，說明他內心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/35．等效力系統(Equivalentforcesystem)

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

·首先將力轉移至阻力中心處。

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

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

(2)等效力系統的意義通過確定等效力系統，我們可以得容易地判斷產生預計牙移動所需要的力及力矩。2021/4/2612（二）牙齒移動的種類1.傾斜移動2.整體移動3.轉矩移動4.垂直移動5.旋轉移動2021/4/26131．傾斜移動(Tipping)(1)概念：是指牙以支點為中心，牙冠和牙根朝相反方向移動。

(2)分類：依據轉動中心的位置分為

①不受控制的傾斜移動(UncontrolledTipping)：轉動中心位于根尖點與阻力中心之間。

②可控制的傾斜移動(Contro11edTipping)：轉動中心位于根尖處。2021/4/2614傾斜移動的組織反應最大壓力區和張力區在牙根尖和牙頸部50--75g2021/4/26152021/4/2616

(3)應力分布、加載、組織反應與臨床應用。①不受控制的傾斜移動·應力分布：不受控制的傾斜移動應力分布單根牙牙周膜呈現2個壓力區和2個牽引區，雙根牙呈現4個壓力和4個牽引區，根尖及牙槽嵴頂為應力集中區。·加載：M/F比值在0：1到5：1之間。·組織反應：牙槽壁發生改建，外壁也發生代償性改建。·臨床作用：在某些病例，如安氏II類11分類或安氏III類切牙過于直立者，不受控制的傾斜移動是有益的。·長期大輻度傾斜移動，能引起牙槽崎，根尖吸收。2021/4/2617②可控制的傾斜移動

·應力分布：單根牙，牙周膜呈現一個壓力區和一個張力區，根尖區應力小，至牙槽嵴頂逐漸增大。·加載：M／F比值7：1。·組織反應：壓力區牙槽窩內壁骨吸收，張力區牙槽窩內壁骨形成。·臨床應用：雙牙合前突或上前牙前突患者需要此移動方式。2021/4/26182．整體移動(Bodilymovement，Translation)(1)概念：牙冠和牙根同時向唇頰側或腭舌側、近中或遠中的等距離移動至新的位置，此時外力所在的一方為張力側，外力所向的另一方為壓力側，分別發生增生與吸收。

(2)應力分布、加載、組織反應、臨床應用。

①應力分布：一側為張力側，另一側為壓力側，應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：受壓側骨吸收，張力側骨形成。

④臨床應用：尖牙的運中移動；切牙的后移，磨牙的前移大多需要此移動方式。2021/4/2619整體移動的組織反應壓力均勻分布在支持組織結構上100--150g2021/4/26202021/4/26213．轉矩移動（torque)

又稱控根移動(RootMovement)

(1)概念：保持牙冠基本不動，使牙根移動(轉動中心位于切緣或托槽處)。

(2)分類：根據牙根移動方向不同分為：

①轉矩(唇一舌向或頰一舌向運動)②豎直(近遠中向)2021/4/2622(3)應力分布、加載、組織反應、臨床應用

·應力分布：根尖區應力最為集中。·加載：M/F為12：1。·組織反應：由于根尖區應力最為集中，根尖區牙槽表現為潛挖性吸收(Underminingresorption)。如應力過大，易造成根尖的吸收和牙髓壞死。2021/4/2623臨床應用

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

(1)概念：沿牙長軸方向的牙移動方式，屬整體移動中的一類。(2)應力分布、加載、組織反應、臨床應用①應力分布·牙伸長：整個牙周纖維受到牽拉·牙壓低：應力集中于根尖區②加載·需要一通過牙阻力中心的力·牙伸長：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·牙伸長：牙槽窩新骨開形成·牙壓低：牙槽窩骨吸收。力量過大時，牙根吸收，牙髓壞死。④臨床應用：·牙伸長或壓低…·壓低時采用持續性輕力2021/4/2626垂直移動的組織反應壓入移動組織反應以吸收為主15－25g拉出移動組織反應以增生為主50－75g2021/4/26275．旋轉移動(Rotation)

(1)概念：牙體繞牙長軸轉動。(2)應力分布、加載、組織反應、臨床應用

①應力分布：扁形牙根的旋轉產生二個壓力區和二個張力區。

②加載：需要一個力偶并且沒有力作用于阻力中心。

③組織反應：·牙周膜纖維基本都被拉長扭轉·牙槽嵴上纖維改建極慢，易復發

④臨床應用：·旋轉(扭轉)牙的矯治·過矯正·牙齦環切術(CircumferentialSuperacrestalFibrotomy,CSF)2021/4/2628旋轉移動的組織反應移動困難且易復發50--75g2021/4/2629二、正畸矯治的生物學基礎

正畸矯治過程，是在力的作用下，牙周組織、頜骨產生生理性的組織改建，牙齒或領骨由異常位置變為正常位置的過程。2021/4/2630(一)頜骨、牙骨質、牙周膜的生物學特性

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)在生理狀態下可有形態及結構變化，改建包括增生和吸收兩個過程。2．牙骨質的抗壓性

(1)覆蓋于牙根表面。

(2)只有新生沒有吸收，隨年齡增長緩慢沉積。2021/4/26313．牙周膜內環境的穩定性

(1)固定牙齒于牙槽窩內，傳導與調節牙齒所受外力；

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

正畸矯治過程通常分為兩個階段：生物力學階段和生物學階段。生物力學階段：矯治器產生各種矯治力作用于牙、牙合、顱面等軟組織使之產生應力的階段。生物學階段：應力使牙頜系統發生組織學改建的階段。2021/4/26331．牙周組織的反應

(1)牙周膜的反應壓力側：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，膠原纖維和基質降解吸收，由未分化的問充質細胞分化出破骨細胞，這些變化加力48-72小時出現。張力側：牙周膜纖維拉伸變長，牙周間隙增寬，肢原纖維和基質增生，成纖維細胞增殖，成骨細胞分化，牙有一定的松動，牙周膜方向也有變化。直到壓力解除牙穩定后，牙周組織改建，牙周間隙寬度恢復正常。2021/4/2634壓力側：牙周膜縮窄，血管受壓，膠原纖維，基質降解。破骨細胞形成張力側：牙周膜增寬，血管擴張，膠原纖維，基質增生。成骨細胞形成2021/4/2635(2)牙槽骨的反應①壓力側：牙槽骨的牙周膜面骨吸收，表現為蠶食狀吸收陷窩，陷窩內常見破骨細胞。張力側：牙槽骨的牙周膜面有新骨形成，表現為成骨細胞的活動，鏡下可見骨面覆蓋一薄層淡紅色的類骨質。新形成的骨小梁，其方向順著矯治力的方向橫向排列，稱為過渡性骨，在其一端也會出現相應的吸收及破骨細胞，另一端增生及成骨細胞，由過渡性骨到正常骨，大約需要半年到1年的調整時間。2021/4/2636②直接骨吸收與潛行性骨吸收（directresorptionandunderminingresorption）·直接骨吸收：在大小適當的矯治力作用下，壓力側牙槽骨的吸收是在內面直接發生。·潛行性骨吸收：矯治力過大時，骨的吸收不在牙槽骨內面直接發生，而在稍遠處發生骨吸收。·潛行性骨吸收：可使牙移動的速度減慢，牙松動、疼痛牙根骨性粘連。2021/4/2637壓力側：牙槽骨表面吸收張力側：牙槽骨表面新骨形成過渡性骨牙槽嵴高度：牙升高壓低都不變。直接骨吸收directresorption間接骨吸收indirectresorption2021/4/2638（3）牙髓的反應矯治力適宜： 牙髓充血，溫度感明顯，活力下降， 可恢復。矯治力過大： 牙髓炎，牙髓壞死，不可恢復。2021/4/2639（4）牙根的反應1.輕微的吸收抗壓能力強、破牙骨質細胞形成、修復較快、X線片難以發現2.進行性吸收與矯治力有關，發生于根尖，變圓鈍3.特發性吸收與矯治力無關，治療前就有，矯正加重吸收2021/4/2640（5）乳牙移動對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，前磨牙牙胚則位于乳磨牙壓根分叉處。兩類牙的位置十分接近，所以在正畸移動乳牙時，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）施力強度和時間1．施力的強度·牙周應力過小，牙齒不發生移動·牙周應力過大，牙周造成損傷·采用適宜的力，有助于牙齒生理性移動2．時間·持續力可提高矯治效率·間歇力矯治效率低·牙周組織改建需要時間。·固定矯治器可3—6周加力一次，活動嬌治力1—3周加力一次。2021/4/2642臨床適宜矯治力的表征：①

無明顯的自覺疼痛，只有發脹感覺；②

叩診無明顯反應；③

松動度不大；④

移動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異常。（二）機體條件1．

年齡10-14歲矯治的最好時期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

(一)上頜骨的矯形治療1．上頜骨和上領牙弓阻抗中心位置上頜骨阻抗中心的三維坐標值在正中矢狀面上，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。在牽引方向為牙合的平面下-370時，牽引線同時經過上頜骨和上頜牙弓的兩阻抗中心。2021/4/26442．臨床應用(1)

矯形牽引與上頜骨和上牙弓兩者阻抗中心位置的關系有三種情況：1）

頜骨和上牙弓平動而無轉動時，則牽引線需同時經過上述兩者的阻抗中心。即從尖牙處斜向下-370牽引，沿此方向牽引時牽引線就可以通過兩者阻抗中心，兩者將沿牽引線平動，此時矯形力將發揮最大的效率。2021/4/26452）

要求上頜骨和上牙弓發生同向的順時針（或逆時針）施力時，則牽引線需經過兩者阻抗中心的同側。臨床上適用于反牙合伴有牙合傾斜（由于上頜骨逆施時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如矯形力牽引線經過上頜骨等和上牙弓阻抗中心之間，則上牙弓和上頜骨將發生相對旋轉。臨床適用于前牽引治療反牙合伴有深覆牙合（由于上頜骨有順時針旋轉和上后牙牙槽高度發育不足而引起的），設計牽引為逆時針旋轉，并采用向上牽引角度，使上頜骨逆時針旋轉，上牙弓順時針旋轉。2021/4/2647(2)頜骨矯形力1)

大小：要骨骼改變需用矯形力，需用重度力，一般為每側500~1000g，分裂骨縫的力比抑制骨生長的力大得多，如打開腭中縫力兒童約為1000g，青年約需2000g。2)

作用時間：患者每天戴頭具12-16h，可產生相當多的骨骼效應，作用少于上述時數，就無骨效應，但不應每天戴24h口外裝置，因其骨鉻效應并不增多。3)

作用部位和方向2021/4/2648本章小結1、矯治力的種類2、牙齒移動的種類3、矯治過程中的組織改變2021/4/2649課后思考矯治力作用于牙齒可是牙齒做哪些移動？2021/4/26509、人的價值，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。***Fri