第五章正畸治疗的生物机械原理介绍
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
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。
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。
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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
(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。
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
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• (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
(5)以力的作用效果分
• ①正畸力:力值较弱,作用于牙或牙弓, 使其位置发生改变的力。
• ②矫形力:力值强,作用于骨 骼(颅骨、颌 骨),使骨骼形态改变的力。
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。
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: • 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
(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。
4.旋转中心(Center of Rototion,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Biblioteka 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。
(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
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 (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: ①转矩(唇一舌向或颊一舌向运动) ②竖直(近远中向)
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
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
(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
(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要的力及力矩。
②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。
①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。
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)