正畸治疗的生物机械原理
正畸治疗生物机械原理Biomechanics

矫治力分类
生物力学基础
来源 :机械力 肌能力 磁力
强度 :轻度力 中度力 重度力
<60g 60~350g >350g
作用部位 :颌内力 颌间力 颌外力
作用时间 :间歇力 持续力
作用效果 :正畸力 矫形力
各种矫治力
错位牙矫治的生物力学
正畸牙移动类型
倾斜移动 整体移动 垂直移动 旋转移动 控根移动
压入移动组织反应以 吸收为主 15-25 g
拉出移动组织反应以 增生为主 50-75g
旋转移动的组织反应
移动困难且易复发 50--75 g
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--125 g
影响组织改建的因素
▪ 施力的强度和时间
临床合适的矫治力的表征:
▪ 无明显自觉疼痛 ▪ 无明显叩诊反应 ▪ 无明显牙齿松动 ▪ 牙位和颌位移动明显 ▪ X线片显示牙根及牙周组织无明显异常
颌骨矫形生物力学
颌骨矫形生物力学
上颌骨矫形力
大小:每侧500~1000g 作用时间:每天12~16小时
下颌骨的矫形
向前 向后
颌骨矫形生物力学
正畸矫治的生物学基础
颌骨的可塑性 牙骨质的抗压性 牙周膜内环境的稳定性
对外界因素的积极反应 保持相对恒定
正畸治疗中的组织反应
▪ 牙周组织的反应 ▪ 牙体组织的反应 ▪ 乳牙移动对恒牙胚的作用 ▪ 腭中缝的变化 ▪ 牙移动对邻牙的影响 ▪ 面部肌肉的变化
牙周组织的反应——牙龈
变化轻微,疗效影响小 压力侧稍隆起 张力侧稍牵拉
牙体组织的反应——牙骨质
抗压能力强 破牙骨质细胞形成 修复较快 X线片难以发现
牙体组织的反应——牙根
第5章正畸治疗的生物机械原理

牙齿移动的类型
一、倾斜移动 二、整体移动 三、转矩移动 四、垂直移动 五、旋转移动
倾斜移动
整体移动
转矩移动
垂直移动
旋转移动
矫治过程中的组织改变
一、牙周组织 二、牙体组织 三、乳牙移动对恒牙胚的作用 四、腭中缝的变化 五、牙移动对邻牙的影响 六、牙移动后牙周围组织的改建与恢复
乳牙移动对恒牙胚的作用
• 适宜的矫治力:
• 过大的矫治力:
在乳牙根尚未吸收 的情况下进行矫治时, 恒牙胚可随同乳牙同 方向运动。临床上可 利用此方法获得间接
恒牙胚可能被乳牙 根推向相反的方向。
矫治恒牙的效果。
腭中缝的变化
扩弓前
扩弓后
牙移动对邻牙的影响
由于牙周膜嵴上纤维的牵拉作用,一颗 牙移动时,其相邻牙也会紧跟其后作同 向轻微的运动。
按矫治力的力源分布分类
• 颌内力 • 颌间力--Ⅱ 类牵引 • 颌间力--Ⅲ 类牵引 • 颌间力--垂直牵引 • 颌外力
按矫治力的力源分布分类 ——颌内力
颌间力——Ⅱ类牵引
颌间力——Ⅲ类牵引
颌间力——垂直牵引
颌外力
适宜矫治力的特征
适宜的矫治力作用于牙齿应该具有以 下表征:①无明显自觉疼痛,有发胀感; ②叩诊无明显反映;③松动度不大;④ 牙齿移动、颌位调整效果明显;⑤X线 片示,矫治牙的根部以及牙周无异常。
力(force)
• 两个或两个以上的物体的相互作用产生 力。
• 力有三个要素:大小、方向和作用点。 • 如何对牙颌施加作用力,又如何去利用
或释放反作用力,是贯穿整个正畸治疗 过程的重要问题。
力偶(couple)
大小相等、 方向相反,且不 在同一直线上的 相互平行的两个 力作用于物体上, 形成力的系统。
正畸治疗的生物机械原理

一、相关生物力学概念
3、阻抗中心(center of resistance) 限制物体运动的阻力的简化中心称为阻 抗中心或抗力中心。牙齿的阻抗中心是指 牙齿移动中的阻力中心。牙齿的阻抗中心 位置随牙根长度而变化,与矫治力的大小 及作用点位置无关。
一、相关生物力学概念
4、转动中心(center of rotation) 物体在外力作用下而形成转动时所围
四、正畸牙齿移动的机理
1、骨弹性学说 Kingsley 2、骨压迫学说 Sandstedt 3、骨转化学说 Oppenheim 4、骨压电效应学说 DeAnglis , Picton 5、骨机械-化学学说 Justus
五、正畸治疗中的组织反应
1、牙周组织的反应-压力侧与张力侧
(1)牙周膜:成纤维细胞、成骨细胞、 单核细胞、破骨细胞、 胶原纤维、血管与神经
本章学习要点
1、正畸治疗是牙齿、牙弓或颌骨受力并产生 组织改建,从而发生移位或重塑形的过程;
2、矫治力分为正畸力(Orthodontic force) 与矫形力(Orthopedic force);
3、牙齿的阻抗中心或抗力中心(Center of resistance ) 与 转 动 中 心 ( Center of rotation);
2、矫治力可分为正畸力与矫形力; 3、理解牙齿的阻抗中心与转动中心有助于认识
正畸牙齿移动的生物力学原理; 4、颌骨及牙槽骨的可塑性,牙骨质的抗压性,
牙周膜内环境的稳定性是正畸治疗的生物学 基础;
本章小结
5、在正畸牙齿移动中压力与张力侧牙周组织 具有不同的组织反应:压力侧以骨吸收为主, 张力侧以骨生成为主;
(3)以矫治力的性质划分 机械力,肌能力,磁力
(4)以矫治力的来源部位划分 颌内力,颌间力,颌外力
口腔正畸学第五章正畸治疗的生物机械原理

口腔正畸学第五章正畸治疗的生物机械原理正畸治疗是通过施加适当的力量作用于牙齿和颌骨,改变其位置和形态,从而达到矫正牙齿不正和颌面畸形的目的。
在正畸治疗中,生物机械原理起着至关重要的作用。
本文将从牙齿的运动、应力-应变关系以及牙槽骨的改建等方面,详细介绍正畸治疗的生物机械原理。
第一,牙齿的运动正畸治疗中,牙齿的运动可以分为平移、倾斜和旋转三种类型。
在施加外力时,牙齿首先会经历垂直骨破坏区(PDL构成的骨破坏区),然后是水平骨破坏区(骨断裂区)和张力骨复位区。
在这个过程中,牙齿会受到牙周膜(PDL)的压力和拉应力,牙槽骨会发生相应的改建和破坏。
第二,应力-应变关系应力是指单位面积上的力,应变是指单位长度上的变形量。
牙齿和颌骨在正畸治疗中会受到外力的作用,产生相应的应力。
应力-应变关系可以用来描述牙齿和颌骨在外力作用下的力学响应。
根据胶原纤维的材料特性,应力和应变之间的关系可以分为弹性、塑性和破裂三个阶段。
第三,牙槽骨的改建在正畸治疗过程中,牙齿的运动会导致牙槽骨的改建和重塑。
当牙齿迁移时,旧牙槽骨会被破坏并吸收,同时新牙槽骨会在合适的位置重新形成。
牙槽骨的改建过程受到多种因素的影响,如力的大小、方向、施力时间以及骨细胞的活性。
在正畸治疗中,力的大小和方向需要仔细调节,以达到最佳的牙齿运动效果。
力的大小应该足够,但不能太大,以免对牙周膜和牙齿造成不可逆的损伤。
力的方向应与牙齿所需要的运动方向一致,才能达到预期的矫正效果。
此外,施力时间和频率也对正畸治疗的效果有重要影响。
适度的力量施加时间能够刺激牙骨改建,促进牙齿运动的稳定。
而过长或过短的施力时间都会对牙齿的运动效果产生负面影响。
总结起来,正畸治疗的生物机械原理是通过施加适当的力量,改变牙齿和颌骨的位置和形态。
在该过程中,牙齿会经历不同的运动类型,牙周膜会受到应力和应变的影响,牙槽骨会发生改建和重塑。
因此,牙齿运动、应力-应变关系和牙槽骨改建是正畸治疗的基本原理,理解和应用这些生物机械原理对于正确进行正畸治疗非常重要。
口腔正畸学第五章正畸治疗的生物机械原理

施力设计
正畸器材的选择及设计依赖于力的方向、大小、 施力时间及角度等因素。正确的施力设计可以 取得更好的治疗效果。
生物反应
在正畸治疗中,牙周组织是相当重要的。外施 力导致生物反应,细胞和分子的代谢发生改变, 这些都是治疗过程中需要关注的变化。
生物力学在牙齿移动中的作用
垂直方向
挤压和牵引是垂直方向上施力的 两种方式。可以改变牙齿的位置 和牙弓的高度。
分子力学
生物力学不仅仅研究宏观乃至细 胞层面的物理学规律,还涉及到 分子层面。
正畸治疗中的生物力学原理
牙齿移动原理
正畸治疗是利用合适的外力改变牙齿原有的位 置、朝向或关系,最终实现美观、健康和功能 性的目的。
应力-应变关系
正畸治疗的生物力学原理涉及了材料科学中的 应力-应变关系。为了牙齿移动,应力须高于材 料强度,又不能高到牙齿造成不可逆的伤害。
结论与总结
生物力学是正畸治疗的 基础
生物力学原理指导我们选择 恰当的工具、设备和方法, 保证治疗过程的有效性和安 全性。
结合个体差异
在正畸治疗过程中,新一代 技术和材料的出现在更个性 化的治疗中发挥着越来越重 要的作用。
法律法规合规治疗
在牙齿矫正治疗中,应坚持 “专业主业、诚实守信、安全 放心”的原则,依法规范开展 正畸行业,确保患者安全和 健康。
得满意的效果。
设备有较大改进,被患者所青睐,但是
费用相对较高。
3
活动矫治器
直接施加力在牙齿上,可以独立或与传 统矫治器配合使用,其特点是使用方便, 舒适度高。
正畸治疗过程中的生物力学控制策略
1 弹簧与压板法
沿着牙弓的弓形轮流使用 不同类型的夹具,逐渐达 到牙齿正畸的治疗目的。
第五章_正畸治疗的生物机械原理

根尖区压力最大,有牙根吸收,牙髓坏死危 险 75--125 g
4.垂直移动的组织反应
压入移动组织反应以吸收 为主 15-25 g
拉出移动组织反应以增生 为主 50-75g
5.旋转移动的组织反应
移动困难且易复发 50--75 g
二、矫治过程中的组织改变
(一)牙周膜的反应 压力侧:移动
(一)矫治力的种类 1.按矫治力的性质分类 (1)机械力
(2)肌能力
(3)磁力
2.按矫治力的作用时间分类
(1)持续力
(2)间歇力
3.按矫治力源部位分类
(1)颌内力
(2)颌间力
(3)颌外力
4.按矫治力强度分类
(1)轻度力 <60g (2)中度力 60~350g
(3)重度力 >350g
(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
2.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
矫正加重吸收
(五)乳牙移动对恒牙胚的影响
(六)下颌骨及颞下颌关节的改变
三、影响牙齿移动的因素
(一)机体条件 1.年龄:最佳 10~14岁 2.健康状态
(二)施力的强度和时间
临床合适的矫治力的表征:
无明显自觉疼痛 无明显叩诊反应 无明显牙齿松动 牙位和颌位移动明显 X线片显示牙根及牙周组织无明显异常
(三)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。
第六、七章正畸治疗的生物机械原理

机械性活动矫治器
机械性活动
矫治器的结 构和作用
常用的活动
矫治器及其 适应征
机械性活动矫治器的结构
单臂卡环)邻间钩、唇弓 加力部分:各种弹簧、弹性橡皮圈、正 畸螺旋簧、平面导板、斜面导板、磁性 材料 连接部分:基托和环托、唇、舌弓
固位部分:卡环(箭头卡环、连续卡环、
(1)固位部分
固位是指矫治器能稳固地戴 在口内,不会因其本身的重力、矫治力和肌 肉功能力等因素而发生脱位。只有固位良好, 才能使矫治器发挥其矫治力的作用。固位部 分由矫治器的各种固位装置构成,是机械性 活动矫治器的重要组成部分,主要的部件有:
固位装置
1)卡环:是该矫治器的主要固位装置。有箭
头卡环、单臂卡环、连续卡环等。 2)邻间钩 3)唇弓 4)扩大矫治器的塑料部分
可摘保持器
如霍利保持器是由Hawley在1919年设计的常
用活动保持器,由中位双曲唇弓(唇弓的水平 段位于前牙切龈距的中点)、两侧最后磨牙的 单臂和塑料基托所组成。为了增强固位,有 的可在双曲唇弓上焊前磨牙的单臂卡环,也 有的在两侧后牙做连续卡环,并装置邻间钩; 基托的边缘应与牙列舌侧牙面密贴。
5.旋转移动:
在牙根周围形成两个压力区及两个动过程中,牙根的反应性改 变主要表现在牙根的吸收上。
牙根吸收有三种类型:1、轻微吸收:大部分经移
动的牙均有发生,一般在X线片上难以发现。 2、进行性吸收:多发生在牙根尖,使牙根变得短 而钝,是因矫治治力过大或较大的矫治力持续时间 过长所致,在治疗过程中,应经常进行X线检查。 3、特发性吸收:这种吸收与矫治力无关,在矫治 前可通过X线片发现,应特别注意,往往在施加矫 治力后会加重其吸收,受压区不仅牙骨质吸收,而 深层的牙本质也会有吸收。
第五章正畸治疗的生物机械原理

(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: • ①轻度力: <60g • ②中度力: 60—350g主要正畸力范围 • ③重度力: >350g改变骨骼形态
• (2)以力的作用时间分: • ①间歇力 • ②持续力 • (3)以矫治力产生的方式分 • ①机械力 机械弹力 • ②肌能力 • ③磁力 • (4)以矫治力的来源分 • ①颌内力 • ②颌间力 • ③颌外力
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。
• 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。
• (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、疼痛牙根骨性粘连。
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4
古人说口: 怎“腔样万正才物畸能皆学完变的成”“这但宗一“”境万是界变什的不么跨离?越其?宗”
矫治力 机械性牙移位 在牙周支持组织形成两个应力区 压应力区骨吸收 张应力区骨沉积
组织学改建 牙齿移位
生
物
正畸矫治过程
力
学
阶
段
牙龈纤维
牙槽嵴纤维 横纤维 斜纤维
生
物
根尖纤维
学
阶
段
矫正错牙合畸形
5
口腔正畸学中的 生物力学、生物学就是其“宗”
正畸治疗中的 生物力学及生物学基础
1
为什么要研究正畸治疗中的 生物力学和生物学?
2
禅宗五祖弘忍传授衣钵的典故
神秀首座和尚:
身是菩提树, 心如明镜台, 日日勤拂拭, 勿使惹尘埃 。
惠能:
菩提本无树, 明镜亦非台, 本来无一物, 何处惹尘埃。
3
箍牙匠
正畸医师
从有物到无物,无一物中物尽藏
从有招到无招,众采百家自成招
28
(二)牙移动的最基本方式:
1.平动(translation):当一外力力线通过牙 的阻力中心时,牙产生单纯平动,此时旋 转中心距阻力中心无穷远。
29
2.转动(rotation):当一力偶在以阻力中心为圆 心在对应的等距离处反向作用于牙体时,牙 产生单纯转动,此时旋转中心在阻力中心。
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(三)牙移动趋势的控制机制
1.倾斜移动(tipping movement):牙冠与牙根作 相反方向移动(最常见)。
22
2.整体移动(bodily movement):牙冠与牙根 作相同方向等距离移动。
23
3.控根移动(controlling root movement):牙 冠不动而牙根移动。
(1)转矩(torque):唇(颊)舌向控根移动
复合类型牙移动
➢单纯的平动+单纯的转动=复合类型牙移动 ➢经过牙阻力中心的力F+单纯的力偶矩M=复合类型牙移动 ➢M/F决定牙移动的类型
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M/F决定牙移动的类型实例:后倾弯的应用-倾斜 移动变为整体移动,以加强磨牙支抗。
32
三、牙移动的矫治力
33
(一)矫治力的来源
1.金属弹性丝 2.各种橡皮圈 3.永磁体 4.肌肉收缩力
生命系统的基础知识并对其进行某种人为 干涉。
——冯元桢
生物力学是一门新兴的交叉学科!
11
口腔正畸学和生物力学?
12
第一部分 牙移动的生物力学
13
一、有关牙移动的两个基本概念: 阻力中心和旋转中心
14
1.阻力中心(Center of Resistance): 物体周围约束其运动的阻力的简化中心。 在自由空间中,物体的阻力中心即是其质心。 在重力场中,物体的阻力中心即是其重心。
18
2.旋转中心(Center of Rotation): 物体在外力作用下转动时所围绕的点。 旋转中心随外力及力矩的变化而变化。
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分析实例:
力F 作用线通过园中心C时?
球向前平移
力F 作用线偏离园中心C时?
球向前平移? 球自身转动? 两者兼有?
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二、牙移动的类型和控制机制
21
(一)正畸牙移动的类型
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受约束的物体(如牙槽骨中的牙)其阻力中心决定于 周围环境的约束状态。
牙根长度、形状、数目、牙槽嵴顶高度 影 响
牙周面积 决 定
阻力中心位置
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• 单根牙:牙长轴上,牙根三等分,位于冠 1/3与中1/3交界处
• 多根牙:根分叉下1-2mm处。
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组牙的阻力中心(了解) 颌骨的阻力中心(了解)
牙周膜面积的差异,使需要移动的牙得以移动,不需移动的牙 很少移动甚至不动。
46
4、微种植体支抗(mini implant anchorage, MIA)
2.按矫治力的作用时间来分
①持续力(Continued Force):轻力,持续温和、衰减缓慢、 比较恒定的力。
②间歇力(Interrupted Force):力量较大、持续时间短, 衰减很快的力。
③间断力(Intermittent Force):间断的、大小较恒定的矫 治力,如戴用口外弓。
力 间歇力
24
பைடு நூலகம்
(2)竖直(upright):近远中向控根移动
25
4.垂直移动(vertical movement):整体移动另一形 式。
⑴伸出移动(extrusion movement):向he方垂直 移动
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⑵压入移动(intrusion movement):向根方 垂直移动。
27
5.旋转移动(rotation movement):牙体绕牙长轴 的转动。
6
力
口腔正畸学是所有医学学科中 与“力”关系最密切的一门学科!
7
力?
8
力:物体之间的相互作用
1. 使物体获得加速度、改变方向或者发生形变 2. 三要素:大小、方向、作用点
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生物力学?
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生物力学Biomechanics
• 生物力学是应用于生物学的力学, • 生物力学探索的是了解生命系统的力学, • 绝大多数生物力学工作的目的是为了丰富
(弓丝回弹) (橡皮圈)
(螺簧回弹)
(肌力)
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(二)矫治力的分类
1.以矫治力的强度大小分: ①重力(heavy force) -口外牵引力,大于350g ②中力(medium force)-弓丝簧曲,大于60g小于350g ③轻力(light force) -乳胶橡皮圈,小于60g
(弓丝簧曲)
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四、牙移动的支抗
39
100g
100g
(一)支抗的概念
支抗(Anchorage):就是支持矫治力,抵抗矫治 力的反作用力。
40
(二)支抗类型
1.交互支抗(Reciprocal anchorage): 利用牙齿移动时产生的反作用力来移动牙齿
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2.加强支抗(Reinforced anchorage): 分散反作用
①多数牙支抗
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②颌间支抗 用一颌的牙弓和颌骨作支持,以矫治对颌的 牙、牙弓和颌骨。
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③口外支抗 用头的顶枕颈部作支持,以矫治牙、牙弓和颌骨。
J钩
口外弓
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④稳定支抗 在牙周膜面积相等的情况下,整体移动所需的 矫治力大于倾斜移动。
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3.差动力支抗(Differential anchorage)
持续性力
间断力
时间 -持续性力、断续力和间断力的比较-
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(持续力)
(间断力)
(间歇力)
-持续性力、断续力和间断力的图示-
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3.按矫治力的作用效果分
①正畸力(Orthodontic Force):只使牙 齿移动的力,力量较小。
②矫形力(Orthopedic Force):能影响 颌骨形态、生长的力,力量较大。