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1、牙頜面畸形矯治的生物力學——牙移動的生物力學2003級王暉牙移動的生物力學力的基本概念力力矩(moment)力偶(couple)阻力中心(centerofresistance)旋轉中心(centerofrotation)力,力偶的性質正畸治療中牙移動的類型傾斜移動整體移動控根移動(controllingrootmovement)垂直移動(verticalmovement)旋轉移動(rotationmovement)以上所述是正畸治療中牙移動的幾種類型,但實際上牙的移動往往不是呈某單一類型,而是以上幾種類型組合而成的復合類型。牙移動的類型牙移動的類型雖然很復雜,但從力學觀點來看只有
2、兩種最基本的方式。平動轉動這兩種方式取決于旋轉中心和阻力中心的位置關系M/F比率和牙移動的控制任何類型的移動都可以由單純的平動和單純的轉動組合而成。即如果使用一經過牙阻力中心的力F(產生單純的平動)加上一單純的力偶M(產生單純的轉動),使其二者的相對大小比率(M/F比率)發(fā)生變化,就能控制任何類型的牙移動。一個經過牙阻力中心的力加上一單純的力偶的情況1)力偶為順時針向時M從零到無窮大時,旋轉中心由無窮遠處移向根尖,直至到達阻力中心。2)力偶為逆時針向時M/F從零到無窮大時,旋轉中心由無窮遠處移向切緣,直至到達阻力中心。一個作用于牙冠(鎖槽)上的力加上力偶的情況假設鎖槽到牙阻力中心
3、的距離為10mm,隨著M/F比率的變化,旋轉中心位置的變化也是有規(guī)律的(如右圖)許多學者研究M/F比率和旋轉中心的位置關系發(fā)現(xiàn):當M/F比率為8/1時,旋轉中心在根尖,牙齒為傾斜移動;當M/F比率為12/1時,旋轉中心在切緣,牙齒為控根移動;當M/F比率為10/1時,旋轉中心在無窮遠處,牙齒為整體移動。牙移動的控制原理總結:M/F比率決定了旋轉中心的位置,從而控制牙移動的類型,通過調整M/F比率,可以獲得所需要的牙移動類型(如圖)。旋轉中心的位置依賴于M/F比率,而不單獨依賴于M或F。如果阻力中心位置不同,即使M/F比率一樣,旋轉中心的位置也不一樣。阻力中心的性質一般認為阻力中心
4、的性質為:當外力力線穿過牙體阻力中心時,牙體將發(fā)生平動;當外力力線不穿過牙體阻力中心時,牙體將發(fā)生有平動和轉動的復合運動。阻力中心的位置盡管多數(shù)學者認為牙體存在阻力中心,但對阻力中心的位置卻存在爭議。一般認為,阻力中心的位置位于牙根的頸3/5~1/3處。矯治力與牙移動的關系正畸治療中,力的傳遞過程:矯治力作用于牙齒,牙齒將力傳遞到牙周膜,牙周膜再將力分布于牙槽骨,牙槽骨發(fā)生組織改建,產生牙移動。牙移動的速度與矯治力的種類和大小密切相關。矯治力的種類(1)以矯治力的強度分類(2)以矯治力大小分類(3)以矯治力的作用矯治力與牙移動速度的關系典型的牙移動過程按其移動速度可分為3個階段:
5、初始階段遲緩階段遲緩后階段小結:當力值較低時,隨著力的增加牙移動的速度也增加;當力值較高時,隨著力的增加牙移動速度不一定增加,因為過大的力可引起牙周膜透明樣變,導致遲緩階段的延長,當潛行性吸收完成后,牙齒才快速進入新長生的空間。實際上,從較長時間來看,較重的力牙移動的平均速度可能小于較輕的力牙移動類型和牙移動速度的關系牙周膜中應力分布是組織改建的始動因素,它決定細胞反應的類型和程度,從而決定了牙移動的速度。最適力和應力從臨床觀點看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反應。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顯。X線片
6、顯示矯治力的根部及牙周組織無病理變化。最適力和應力從組織學的觀點看牙周膜受壓力側血管被壓縮但未壓閉。產生最大的細胞反應(破骨/成骨)組織始終保持其活性而未壞死。牙槽骨產生直接吸收而非間接吸收。支抗及其控制支抗的概念:支抗的種類頜內支抗頜間支抗頜外支抗支抗及其控制的方法交互支抗(reciprocalanchorage)差動力支抗增強支抗穩(wěn)定支抗皮骨質支抗矯形治療的生物力學上頜復合體的矯形治療上頜復合體的矯形治療是生長發(fā)育期兒童骨性畸形矯治的主要手段之一,因為,在III類錯(牙合)的形成機理中,至少有1/4是由于上頜發(fā)育不足所致,在II類錯(牙合)的形成機理中,也有相當一部分是由于上
7、頜發(fā)育過度所致。上頜復合體及上頜牙弓阻力中心位置的研究研究現(xiàn)狀:上頜復合體受矯形力后的移動趨勢,取決于力的作用和阻力中心的位置關系。一般認為:當外力力線穿過骨塊阻力中心時,骨塊將發(fā)生平動;當外力力線不穿過骨塊阻力中心時,骨塊將發(fā)生有平動和轉動的復合運動。這一性質與牙體阻力中心和外力力線的關系一致。上頜復合體及上頜牙弓阻力中心位置上頜復合體及上頜牙弓阻力中心位置長期存在爭議,難以準確定位。趙志河等采用三維有限元法,得:上頜牙弓阻力中心三維坐標為0、20.1、14.7即在正中矢狀面上