正畸治疗的生物机械原理1讲稿(宋锦璘)
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
第五章正畸治疗的生物机械原理说课讲解
（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 ①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。
(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。 ①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。 ②加载：M／F为10／1。 ③组织反应：受压侧骨吸收，张力侧骨形成。 ④临床应用：尖牙的运中移动；切牙的后移，磨牙的前
②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：M／F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，Translation)
(2)力偶和力偶矩
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 (M ／ F) 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。
39页口腔正畸学：正畸治疗的生物机械原理矫治力与牙齿的移动
矫治力对牙周组织的影响
矫治力作用下，牙周膜内的应力分布 发生变化，对牙周组织产生压力或张 力作用。
矫治力的大小和持续时间对牙周组织 的改建和牙齿的移动速度有重要影响 。
压力侧的牙槽骨发生吸收，张力侧的 牙槽骨发生增生，以适应牙齿的移动 。
03
正畸矫治器的种类与选择
固定矫治器
矫治器固定在牙齿上，无 法自行取下，矫治力持久 稳定。
02 提升自信心
整齐的牙齿可以增强自信，改善面部美观，使患 者更加自信地面对社交和生活。
03 预防口腔疾病
整齐的牙齿排列有助于保持口腔卫生，减少牙周 病、龋齿等口腔疾病的发生。
正畸治疗的适用人群
牙齿排列不齐
牙齿错位、拥挤、间隙等不整齐问题。
颞下颌关节紊乱
颞下颌关节疼痛、弹响等症状。
上下颌骨关系异常
矫治力与牙齿移动的临床应
05
用
矫治力在牙齿排齐中的应用
矫治力在牙齿排齐中起到关键作用，通过施加适 当的矫治力，牙齿可以逐渐移动到正确的位置。
矫治力的大小和方向需要精确控制，以确保牙齿 移动的稳定性和准确性。
矫治力的大小应根据患者的年龄、牙位和矫治阶 段进行个性化调整，以达到最佳的治疗效果。
矫治力在牙齿内收中的应用
定期复诊
01 按照医生建议的时间间隔进行复诊以便医生评
估矫治效果和调整矫治器。
02 如有不适或发现矫治器损坏，应及时联系医生。
矫治器损坏或脱落的处理
如矫治器损坏或脱落，应立即停止使用，并将损坏或脱 落的矫治器妥善保管，以便后续处理。
尽快联系医生，根据医生建议进行后续处理，可能需要 重新制作矫治器或调整矫治方案。
育期的儿童。
可改善不良习惯和异常功能，预 防或减轻错颌的发生。
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。
正畸治疗的生物机械原理
四 常见牙齿移动类型的组织变
化
（一）牙倾斜移动 牙倾斜移动是指牙以支点为中心，牙冠 和牙根朝相反方向移动。单根牙牙周变 化呈现2个压力区和2个张力区；双根牙 的根周组织出现4个压力区和4个张力区 （见图）。压力侧牙周间隙减小，骨质 吸收，张力侧牙周间隙增宽，骨质增生， 相应部位出现代偿性骨吸收和增生
2牙槽骨的反应：张力侧牙槽骨的内侧面 成骨细胞活动有新骨沉积，在压力侧，固 有牙槽骨将被吸收，表面出现蚕蚀状吸收 窝，其陷区的牙周膜中常见破骨细胞，此 外，与其对应的松质骨面上出现新骨沉积， 有成骨细胞出现。骨组织的变化甚至涉及 到牙槽内外骨板，也进行着相应的吸收和 增生，以维持原有的牙槽骨结构和骨量。 矫治对牙槽骨高度的影响：用适宜的矫治 力压低牙时牙槽骨高度轻微降低，反之， 有轻微增长，所以牙冠长度不变。
牙的阻抗中心：与牙根的几何中心基本 相一致。单根牙阻抗中心在牙长轴上近牙 槽嵴端，约为根长的1/2~1/3之间；多根 牙阻抗中心在根分叉往根尖方向1~2mm 处。其位置随牙根的长度变化而变化，与 力的大小无关。公式：Y=3/5h(牙根龈2/5 和根3/5交界处，h为根长）Y的位置为距 牙槽嵴顶2/5，距根尖处3/5处。 牙的转动中心：在牙移动的过程中相对 不动的点，它随矫治力的作用点，作用方 式而改变
3 阻抗中心：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 4 旋转中心：物体在外力作用下转动时所 围绕的中心。
（二）牙移动的阻抗中心和旋转中心 正畸治疗中牙移动的类型有多种，从力学观点 上讲只有两种基本形式：平行移动和转动，他 们取决于阻抗中心和旋转中心的位置关系。 （1）平移：当外力作用力线通过阻抗中心时 产生平移，此时旋转中心距阻抗中心无限远 （2）转动：当一力偶以阻抗中心为圆心，在 对应的等距离处相反方向作用于牙体时。牙产 生转动，此时旋转中心在阻抗中心处
正畸治疗的生物机械原理
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（二）牙齿移动的种类
1.倾斜移动 2.整体移动 3.转矩移动
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转矩分为两种类型：
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（二）、牙槽骨的反应
在张力侧牙槽骨的内侧面，成骨细胞活跃， 产生新骨。
与此同时，在牙槽壁外侧面，则有破骨细胞 的活动吸收原有骨质，以保持牙槽骨的正常 厚度，此时所形成的牙槽骨骨小梁，在内侧 面有成骨过程，外侧面有破骨过程，失去了 原来的排列方向，称过渡性骨。
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（2）能实现多种形式的运动
（3）能矫治较复杂的错牙合
（4）体积小，舒适，不影响发 音
（5）疗效较短，复诊加力间隔 时间长
（6）患者不能自行摘戴，矫治 力作用持续而稳定
（1）口腔卫生难以保持， 如不特别注意容易引发龋、 龈炎等。
（2）固定矫治技术相对复 杂，椅旁操作时间较长，要 求高素质医师来完成。
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机械性活动矫治器的结构
固位部分：卡环（箭头卡环、连续卡环、 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
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（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：
正畸治疗的生物机械原理—矫治力与牙齿的移动(口腔正畸学课件)
二、牙体组织
（一）牙骨质的反应 几乎不吸收 （二）牙根的反应 1.适宜的矫治力：轻微吸收 X线片难以发现，多
数正畸移动的牙都会发生 2.过大的矫治力：进行性吸收 与矫治力有关，多
发生于根尖，X线检查可见 3.特发性吸收 与矫治力无关，治疗前就有，矫正
痛； 无明显牙齿松动；牙齿移动效果明显； X线片显示牙根及牙周组织无异常
2.矫治力的作用时间 矫治力作用的时间，取决于装置和施力的大小；
一般矫治器都需要有加力间隔时间，此间隔时间取 决于矫治力的作用时间和组织的修复时间
固定矫治器加力间隔：4-6周 活动矫治器加力间隔：2-3周
二、机体条件 1.年龄 乳牙期 替牙期 恒牙早期 恒牙期 替牙期和恒牙初期（10-14岁）是身体生长发育的 旺盛时期，也是错合矫治的最佳时期
四、腭中缝的变化 扩弓效果
五、牙移动对邻牙的影响
六、牙移动后牙周围组织的改建和恢复 1.牙周膜的恢复 2.牙槽骨的改建 3.牙周膜与牙槽骨的结合
影响牙齿 移动的因素
一、施力的强度和时间 1.矫治力的强度 矫治力过小：不发生作用
矫治力过大：组织破坏，延缓牙齿移动速度
临床合适的矫治力的表征： 无明显自觉疼痛，仅有酸胀感； 无明显叩诊疼
5.阻抗中心：当力作用于一物体时，该物体周围约束 其运动的阻力中心
二、 矫治力的种类
矫治力就是借助矫治器施加于牙齿或颌骨上 的外力，通过引起牙周组织或颌骨组织的改建和 重塑，达到矫正错位牙齿、牙弓及颌骨的目的
（一）按矫治力强度分类
1.轻度力 强度60-100g ，如弹性橡皮圈，一般不 会移动牙齿
第4节 矫治过程中的相关组织反应
口腔正畸学 正畸治疗的生物机械原理矫治力与牙齿的移动护理课件
正畸治疗的目标
01
02
03
04
改善牙齿排列，使牙齿排列整 齐美观。
调整咬合关系，使上下牙列能 够正常咬合，避免因错颌畸形 导致的牙齿磨损、牙周病等问
题。
改善颌面部形态，提高面部美 观度。
PART 05
正畸治疗的案例分析
REPORTING
典型病例的矫治过程
患者情况
患者年龄、性别、牙齿状况、 矫治需求等基本信息。
矫治方案
根据患者情况，制定个性化的 矫治方案，包括矫治器的选择 、矫治力的调整、矫治时间等 。
矫治过程
详细记录矫治过程中的关键步 骤和技术，如牙齿排齐、调整 咬合、保持等。
口腔正畸学 正畸治疗 的生物机械原理矫治 力与牙齿的移动护理 课件
REPORTING
• 正畸治疗简介 • 正畸治疗的生物机械原理 • 矫治力与牙齿的移动 • 正畸治疗的护理 • 正畸治疗的案例分析 • 正畸治疗的未来发展
目录
PART 01
正畸治疗简介
REPORTING
正畸治疗的定义
正畸治疗是指通过各种矫治装置来调 整面部骨骼、牙齿和颌面部的神经及 肌肉之间的协调性，最终达到口颌系 统的平衡、稳定和美观。
REPORTING
矫治力的类型与作用机制
01
02
03
矫治力分类
根据矫治力的来源和性质 ，矫治力可分为机械力、 磁力、液压等。
矫治力作用机制
矫治力通过施加外力作用 于牙齿或颌骨，引起牙槽 骨的改建，从而实现牙齿 的移动。
矫治力大小与方向
矫治力的大小和方向需根 据牙齿移动的目标和个体 差异进行合理选择。
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正畸治疗的生物机械原理
内科医生——药
外科医生——刀
正畸学——科学与艺术的统一
正畸医生（Orthodontist）——力服务对象是患有各种各样错合畸形（malocclusion）的生物体——人
使用工具是力（矫治力）力是一门科学，也是一门艺术
科学是规律的总结和归纳艺术是建立在科学基础上的灵感和创造正畸学可以理解为科学与艺术地应用力对口－颌－肌进行改造和重建的复杂系统工程。
正畸生物机械原理是重要的理论指导支柱之一。
正畸组织改建(remodeling)：
牙移动中牙周组织改建
颌骨矫形中骨缝区改建
颞下颌关节区域组织改建
正畸治疗阶段：
生物力学阶段
—矫治力作用于牙、颌、颅面软硬组织
生物学阶段
—矫治力使牙颌系统发生的组织改建
正畸治疗的过程
错合畸形
矫治力
生物力学阶段机械性牙，骨移动
矫治力再分布
牙与骨形成两个区
压力区骨吸收张力区骨沉积
组织学改变
组织学阶段
骨牙移位
保持
完成矫治
正畸生物力学原理The Principle of Biomechanics of Orthodontics 生物力学特点
一、力、力矩和力偶(P90)
1.力（Force）：
力指物体间的相互机械作用。
力为矢量，有三个基本要素，即力的大小、方向和作用点。
2.力矩(Moment)：
物体的转动作用是由力的大小和力到旋转中心的垂直距离(力臂)的乘积来决定
力矩是力对旋转中心点之矩。
M=F×d。
使物体产生转动。
3.力偶(Couples)：
指大小相等、方向相反、且不在同一直线上的两个平行力所组成的力系。
力偶矩等于基中的一个力乘力偶臂(力偶臂为两力间的垂直距离)。
其作用引起单纯的转动。
力学原理
(1) 力偶无合力，即不能用一个力代替，它是一个不能合成的特殊力系。
(2) 可根据各种目的改变其力和力偶臂的大小，但如果力偶矩的值不变，则对物体作用的效应也不变。
(3) 力偶对物体的作用与矩心无关，故可以在不改变力偶矩的条件下，将力偶在平面内任意移动。
力学原理
四、力学法则
1.平行四边形法则 F=F1+F2（矢量相加）
2.力效果叠加法则/F=¡ÆF+¡ÆM =(F1+F2)+(M1+M2)
五、阻力中心和旋转中心（P91）
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。
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。
通过物体阻力中心的外力，都使物体产生平行移动。
力学原理
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，阻力中心是物体固有的，不变的。
旋转中心是可变的，随外力的改变而改变。
六、牙、颌的阻力中心(P91)
1.单个牙的阻力中心单个牙的阻力中心的决定因素：
牙根长度、形状、数目、牙槽嵴顶高度
↓影
↓响
牙周膜面积
↓决
↓定
阻力中心位置
上颌复合体的阻力中心在正中矢状面上，高度在梨状孔下缘，前后位置在第二双尖牙和第一磨牙之间，在牵引方向为-37度时，
牵引线既经过上颌复合体的阻力中心，也经过上颌牙弓的阻力中心牵引线经过上颌牙弓及上颌复合体阻力中心之间, 上颌牙弓及上颌复合体将发生相对旋转临床矫治力
一、矫治力的分类(P93)
1.按矫治力的作用效果来分
(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。
临床矫治力
2.按矫治力产生的方式来分
(1)机械力：由矫治器及其附件所产
生的机械弹力
(2)肌能力：利用肌肉收缩产生的力
（3）磁力
固定矫治器
功能矫治器
临床矫治力
3.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。
支抗及其控制支抗
临床矫治力
4.按矫治力的强度来分
(1)重度力：力强度大于350克。
(2)轻度力：力强度小于60克。
(3)中度力：力强度界于60－350克之间。
5.按矫治力的来源来分
(1)颌内力：同牙弓、同颌骨产生的作用力与反作用力。
(2)颌间力：上下颌之间产生的作用力与反作用力。
(3)颌外力：口外颈部和额、颏、颅作为抗基产生的矫治力。
二、矫治力的大小：
1.物理学原则：F矫>F阻。
矫治力必须大于牙周阻力、弓丝的摩擦力
2.生物学原则：能有效促进组织改建，但又不引起不可逆的组织损伤生物学原则
(1)牙移动力阈值：促进牙移动的最小力值
(2)最适力(Optimal Force)：能有效促进牙周组织改建，使牙产生理想的移动
(3)差动力(Differential Force)：同样大小的力作用于不同的牙齿引起有差别的移动现象
3 临床判断矫治力大小是否合适当标准
（1）无明显自觉疼痛；
（2）叩诊无显著反应，矫治牙无显著松动；
（3）错位牙改位明显而支抗牙不变或变化不明显；
（4）X线片示牙根及牙周组织无病理改变。
正畸力及牙移动
一、正畸力的要求
1.应能使牙或骨定向移动
2.有最快的移动速度
3.不表现组织损伤
4.容易调整和控制
正畸力及牙移动
二、正畸牙移动的类型
1.平移：整体移动
水平向：近远中或颊舌（唇）向
垂直向：压入移动(Intrusion)
伸出移动(Extrusion)
2.转动 (1)旋转(Rotation)
(2)倾斜(Tipping)
(3)控根移动
a.唇(颊)、舌向控根移动(Torque)
b.近远向控根移动(Uprighting)
3 复合移动
平动＋转动：为旋转中心改变的转动
正畸力及牙移动
三、力矩的控制（P103）
1 控制途径
(1)控制矫治力与阻力中心
之间的距离
(2)加一个反向力矩
2 力矩方向与牙移动
力矩方向不同，
牙移动类型不同
小结
力学原理
1、牙及骨阻力中心（和重力场中物体的重心一样）是牙、骨所固有的，由其边界约束状态（牙：牙周膜，骨：骨缝及周围骨膜、肌肉）决定，而与外力的大小、方向、作用点和力矩的大小无关。
2、牙的阻力中心在根部，而临床的加载区位于冠部，单个力的加载（除垂直向外）往往不能通过牙齿的阻力中心，这样就必然产生一个我们常常不需要的力矩（导致牙齿转动），为了消除这种力矩就需要在牙冠上加上一个反方向的同样大小的力矩，这就是方丝弓矫治技术加转矩的依据。
3 力矩能影响牙移动方式，力矩改变可以导致牙移动的类型的改变。
提示我们：可以根据需要调整力矩值（即改变M/F比值）来控制牙移动的类型。
当正畸医师用弓丝、托槽和牵引去移动牙齿时，确实不像其他临床医生那样开处方和用手术刀，她更为技艺。
然而，这只是浮出水面冰山之顶，支持这个冰山之顶的基础是口腔医学、医学和自然科学。