1、第五章 正畸治疗的生物机械原理,本章导读,掌握矫治力的种类和牙齿移动方式了解矫治过程中的组织改变了解牙齿移动的影响因素,概 述,(一)错牙合畸形矫治的基本原理 错牙合（错位牙和畸形颌骨）在力的作用下（外力或去除异常肌力）经过牙周组织或颌骨的生物学改建变为正常颌。（二）学习正畸生物力学的目的 用已知的力系统获得精确的生物力学反应，实现确定的治疗目标。减少或消除不必要的副作用。减少疗程。形成适合个体的治疗计划。,(一)矫治力,1矫治力的来源(1)金属弹性丝(2)橡皮圈(3)永磁体(4)肌肉收缩力2矫治力的分类(1)以矫治力强度分：轻度力：60g中度力：60350g主要正畸力范围重度力：350g改变
2、骨骼形态,(2)以力的作用时间分：间歇力 持续力(3)以矫治力产生的方式分机械力 机械弹力 肌能力 磁力(4)以矫治力的来源分颌内力 颌间力 颌外力,(5)以力的作用效果分正畸力：力值较弱，作用于牙或牙弓，使其位置发生改变的力。矫形力：力值强，作用于骨 骼(颅骨、颌骨)，使骨骼形态改变的力。,一、生物力学基础,(一)基本概念 1. 力(Force) 力是物体间相互作用 力对物体的作用取决于三要素：大小、方向、作用点。 2. 力矩(Moment)和力偶(Couple) (1)力矩是表示物体转动效果的物理量。 其大小等于力与力臂的乘积。 顺时针转动为负力矩，逆时针转动为正力矩。,(2)力偶和力偶矩
3、 力偶是大小相等、方向相反，不在同一直线上但相互平行的一对力。 力偶矩等于其中的一个力乘力偶臂(两力间距离)。,3阻抗中心(Center of Reslstance，Cre)：当力通过约束物使其发生平行移动的点，相当于约束物体其运动的阻力的简化中心。在自由空间中，物体的阻抗中心就是它的质心，在重力场中他就是重心。 牙为约束物体(Restroined body) 牙阻力中心位置是与牙根长度、形态、牙周组织有关，与加载无关。 作用于阻力中心的力系统(MF)决定了牙移动方式。 单根牙、一组牙、整个牙弓、颌骨都有自己的阻力中心。 阻力中心可通过实验或分析方法获得。,4旋转中心(Center of Ro
4、totion，Cro)：物体在外力作用下旋转时所围绕的一个点。 牙旋转中心的位置与加载有关，不是一个恒定值。 牙旋转中心决定了牙的移动方式。 牙旋转中心的确定方法。,5等效力系统(Equivalent force system) 将实际作用于托槽的力系统等效地转移至阻力中心处，称等效力系统。(1)等效力系统的确定。 首先将力转移至阻力中心处。 其次将在托槽处力产生的力矩(the moment of a force)转移至阻力中心处。 最后将力产生的力矩与外加力矩相加，计算总力矩(the net moment)。 (2)等效力系统的意义 通过确定等效力系统，我们可以得容易地判断产生预计牙移动所需
5、要的力及力矩。,（二）牙齿移动的种类,1.倾斜移动2.整体移动3.转矩移动4.垂直移动5.旋转移动,1倾斜移动(Tipping) (1)概念：是指牙以支点为中心，牙冠和牙根朝相反方向移动。 (2)分类：依据转动中心的位置分为 不受控制的倾斜移动(Uncontrolled Tipping)：转动中心位于根尖点与阻力中心之间。 可控制的倾斜移动(Contro11ed Tipping)： 转动中心位于根尖处。,倾斜移动的组织反应,最大压力区和张力区在牙根尖和牙颈部50-75 g,(3)应力分布、加载、组织反应与临床应用。,不受控制的倾斜移动应力分布：不受控制的倾斜移动应力分布单根牙牙周膜呈现2个压力
6、区和2个牵引区，双根牙呈现4个压力和4个牵引区，根尖及牙槽嵴顶为应力集中区。加载：M/F比值在0：1到5：1之间。组织反应：牙槽壁发生改建，外壁也发生代偿性改建。临床作用：在某些病例，如安氏II类11分类或安氏III类切牙过于直立者，不受控制的倾斜移动是有益的。长期大辐度倾斜移动，能引起牙槽崎，根尖吸收。,可控制的倾斜移动,应力分布：单根牙，牙周膜呈现一个压力区和一个张力区，根尖区应力小，至牙槽嵴顶逐渐增大。加载：MF比值7：1。组织反应：压力区牙槽窝内壁骨吸收，张力区牙槽窝内壁骨形成。临床应用：双牙合前突或上前牙前突患者需要此移动方式。,2整体移动(Bodily movement，Trans
7、lation),(1)概念：牙冠和牙根同时向唇颊侧或腭舌侧、近中或远中的等距离移动至新的位置，此时外力所在的一方为张力侧，外力所向的另一方为压力侧，分别发生增生与吸收。 (2)应力分布、加载、组织反应、临床应用。 应力分布：一侧为张力侧，另一侧为压力侧，应力分布均匀分布于支持组织上。 加载：MF为101。 组织反应：受压侧骨吸收，张力侧骨形成。 临床应用：尖牙的运中移动；切牙的后移，磨牙的前移大多需要此移动方式。,整体移动的组织反应,压力均匀分布在支持组织结构上100-150 g,3转矩移动（torque) 又称控根移动(Root Movement),(1)概念：保持牙冠基本不动，使牙根移动(
8、转动中心位于切缘或托槽处)。 (2)分类：根据牙根移动方向不同分为： 转矩(唇一舌向或颊一舌向运动) 竖直(近远中向),(3)应力分布、加载、组织反应、临床应用, 应力分布：根尖区应力最为集中。加载：M/F为12：1。组织反应：由于根尖区应力最为集中，根尖区牙槽表现为潜挖性吸收(Undermining resorption)。如应力过大，易造成根尖的吸收和牙髓坏死。,临 床 应 用,给切牙加转矩力以获得正确的冠倾斜度 间隙关闭后建立尖牙正确的冠倾角 竖直近中倾斜的后牙 加强支抗 应采用口外弓或远中方向的力，防止冠的反向移动。,控根移动的组织反应根尖区压力最大，有牙根吸收，牙髓坏死危险 75-1
9、25 g,4牙伸长或压低移动(Extrusion orIntrusion),(1)概念：沿牙长轴方向的牙移动方式，属整体移动中的一类。(2)应力分布、加载、组织反应、临床应用应力分布牙伸长：整个牙周纤维受到牵拉牙压低：应力集中于根尖区加载 需要一通过牙阻力中心的力牙伸长：50g一100g(单根牙50g，磨牙100g)牙压低：10g一25g(切牙10g，磨牙25g)组织反应牙伸长：牙槽窝新骨开形成牙压低：牙槽窝骨吸收。力量过大时，牙根吸收，牙髓坏死。临床应用： 牙伸长或压低 压低时采用持续性轻力,垂直移动的组织反应,压入移动组织反应以吸收为主 1525 g拉出移动组织反应以增生为主 5075g,
10、5旋转移动(Rotation),(1)概念：牙体绕牙长轴转动。(2)应力分布、加载、组织反应、临床应用 应力分布：扁形牙根的旋转产生二个压力区和二个张力区。 加载：需要一个力偶并且没有力作用于阻力中心。 组织反应：牙周膜纤维基本都被拉长扭转牙槽嵴上纤维改建极慢，易复发 临床应用：旋转(扭转)牙的矫治过矫正牙龈环切术(Circumferential Superacrestal Fibrotomy, CSF),旋转移动的组织反应,移动困难且易复发50-75 g,二、正畸矫治的生物学基础,正畸矫治过程，是在力的作用下，牙周组织、颌骨产生生理性的组织改建，牙齿或领骨由异常位置变为正常位置的过程。,(一
11、)颌骨、牙骨质、牙周膜的生物学特性,1颌骨的可塑性 (1)具有高度可塑性，牙槽骨是人体中最活跃的骨组织。 (2)在生理状态下可有形态及结构变化，改建包括增生和吸收两个过程。2牙骨质的抗压性 (1)覆盖于牙根表面。 (2)只有新生没有吸收，随年龄增长缓慢沉积。,3牙周膜内环境的稳定性 (1)固定牙齿于牙槽窝内，传导与调节牙齿所受外力； (2)其分解与合成的功能是全身最活跃的。,(二)正畸矫治过程中的组织反应,正畸矫治过程通常分为两个阶段：生物力学阶段和生物学阶段。 生物力学阶段：矫治器产生各种矫治力作用于牙、牙合、颅面等软组织使之产生应力的阶段。 生物学阶段：应力使牙颌系统发生组织学改建的阶段。
12、,1牙周组织的反应 (1)牙周膜的反应 压力侧：牙周膜组织受挤压而紧缩，牙周间隙变窄，血管受压血流量减少，胶原纤维和基质降解吸收，由未分化的问充质细胞分化出破骨细胞，这些变化加力48-72小时出现。 张力侧：牙周膜纤维拉伸变长，牙周间隙增宽，肢原纤维和基质增生，成纤维细胞增殖，成骨细胞分化，牙有一定的松动，牙周膜方向也有变化。 直到压力解除牙稳定后，牙周组织改建，牙周间隙宽度恢复正常。,压力侧：牙周膜缩窄，血管受压，胶原纤维，基质降解。破骨细胞形成张力侧：牙周膜增宽，血管扩张，胶原纤维，基质增生。成骨细胞形成,(2)牙槽骨的反应压力侧：牙槽骨的牙周膜面骨吸收，表现为蚕食状吸收陷窝，陷窝内常见破
13、骨细胞。张力侧：牙槽骨的牙周膜面有新骨形成，表现为成骨细胞的活动，镜下可见骨面覆盖一薄层淡红色的类骨质。新形成的骨小梁，其方向顺着矫治力的方向横向排列，称为过渡性骨，在其一端也会出现相应的吸收及破骨细胞，另一端增生及成骨细胞，由过渡性骨到正常骨，大约需要半年到1年的调整时间。,直接骨吸收与潜行性骨吸收（direct resorption and undermining resorption）直接骨吸收：在大小适当的矫治力作用下，压力侧牙槽骨的吸收是在内面直接发生。潜行性骨吸收：矫治力过大时，骨的吸收不在牙槽骨内面直接发生，而在稍远处发生骨吸收。潜行性骨吸收：可使牙移动的速度减慢，牙松动、疼痛牙
14、根骨性粘连。,压力侧：牙槽骨表面吸收张力侧：牙槽骨表面新骨形成过渡性骨 牙槽嵴高度：牙升高压低都不变。直接骨吸收 direct resorption间接骨吸收 indirect resorption,（3）牙髓的反应,矫治力适宜：牙髓充血，温度感明显，活力下降，可恢复。矫治力过大：牙髓炎，牙髓坏死，不可恢复。,（4）牙根的反应,1.轻微的吸收 抗压能力强、破牙骨质细胞形成、修复较快、X线片难以发现2.进行性吸收 与矫治力有关，发生于根尖，变圆钝3.特发性吸收 与矫治力无关，治疗前就有，矫正加重吸收,（5）乳牙移动对恒牙牙胚的影响恒切牙、尖牙牙胚紧靠在乳前牙牙根的舌侧，前磨牙牙胚则位于乳磨牙压根
15、分叉处。两类牙的位置十分接近，所以在正畸移动乳牙时，可影响到恒牙胚。,三、矫治中影响牙周组织改建的因素,（一）施力强度和时间1施力的强度牙周应力过小，牙齿不发生移动牙周应力过大，牙周造成损伤采用适宜的力，有助于牙齿生理性移动2时间持续力可提高矫治效率间歇力矫治效率低牙周组织改建需要时间。固定矫治器可36周加力一次，活动娇治力13周加力一次。,临床适宜矫治力的表征： 无明显的自觉疼痛，只有发胀感觉； 叩诊无明显反应； 松动度不大； 移动的牙位或颌位效果明显； x线片提示：矫治牙的根部牙周无异常。（二）机体条件1 年龄 10-14岁矫治的最好时期2 影响骨形成与吸收的因素：PGS3血液供给的影响,
16、四、颌骨矫形治疗的生物力学,(一)上颌骨的矫形治疗1上颌骨和上领牙弓阻抗中心位置 上颌骨阻抗中心的三维坐标值在正中矢状面上，其高度在梨状孔下缘，前后位置在第二前磨牙和第一磨牙之间；上颌牙弓的阻抗中心的三维坐标值勤也在正中矢状面上，但其前后位置在第二前磨牙处、高度约在前磨牙的牙根尖。在牵引方向为牙合的平面下-370时，牵引线同时经过上颌骨和上颌牙弓的两阻抗中心。,2临床应用(1) 矫形牵引与上颌骨和上牙弓两者阻抗中心位置的关系有三种情况：1） 颌骨和上牙弓平动而无转动时，则牵引线需同时经过上述两者的阻抗中心。即从尖牙处斜向下-370牵引，沿此方向牵引时牵引线就可以通过两者阻抗中心，两者将沿牵引线
17、平动，此时矫形力将发挥最大的效率。,2） 要求上颌骨和上牙弓发生同向的顺时针（或逆时针）施力时，则牵引线需经过两者阻抗中心的同侧。临床上适用于反牙合伴有牙合倾斜（由于上颌骨逆施时针旋围且前牙牙槽骨高度不足所致）的患者，其需要前方牵引的病例。,如矫形力牵引线经过上颌骨等和上牙弓阻抗中心之间，则上牙弓和上颌骨将发生相对旋转。临床适用于前牵引治疗反牙合伴有深覆牙合（由于上颌骨有顺时针旋转和上后牙牙槽高度发育不足而引起的），设计牵引为逆时针旋转，并采用向上牵引角度，使上颌骨逆时针旋转，上牙弓顺时针旋转。,(2)颌骨矫形力1) 大小：要骨骼改变需用矫形力，需用重度力，一般为每侧5001000g，分裂骨缝的力比抑制骨生长的力大得多，如打开腭中缝力儿童约为1000g，青年约需2000g。2) 作用时间：患者每天戴头具12-16h，可产生相当多的骨骼效应，作用少于上述时数，就无骨效应，但不应每天戴24h口外装置，因其骨铬效应并不增多。3) 作用部位和方向,本章小结,1、矫治力的种类2、牙齿移动的种类3、矫治过程中的组织改变,课后思考,矫治力作用于牙齿可是牙齿做哪些移动？,Thank you!,
