正畸的生物力学和生物学基础
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14
矫治力大小和牙移动速度的关系
初始阶段 (initial phase)
物理性位移
限 速
迟缓阶段 (lag phase)
牙周膜产生透明样变
迟缓后阶段 (post-lag phase) 牙移动速度增加
力大小决定速 度，但空间量 决定总位移
力大小决定直 接 / 间接吸收
力大小决定速 度增加的快慢 逐渐 / 突然增
正畸的生物力学和生物学基础
正畸教研室 - 赵立星
口腔正畸就是通过各种矫正装置来调整颌面部骨、牙齿和神经肌肉三者 之间的平衡和协调，最终达到改善面型、排齐牙齿、提高咀嚼效能的目 的。
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！
我们怎样追寻正畸 学的
牙齿移动的生物力学和生物
学 矫治力（弓丝、橡皮筋
3 1
打开
1
咬合
18
影响咬合打开的主要力系统： II 类牵引力 前牙压入力
Ⅱ 类牵引
II 类牵引力受力分析 F1 ：使磨牙升高 F2 ：使磨牙前移 F3 ：使前牙后移 F4 ：使前牙伸出
前牙压入力
前牙唇倾
前牙内倾
前牙前倾的情况 F1 ：压入前牙 F2 ：使前牙更前倾
解决办法： II 类牵引， 或“ 8” 字栓丝 , 或弓丝末端回弯
支抗
2
控制
支抗控制的生物力学
• 内科医生 -- 使用药，有副作用 只有了解药物的作用机制及副作用，才 能对症下药，
• 正畸医生 -- 使用力，也有副作用 只有了解力的作用机制及副作用，才能 达到预期的效果。
• 牛顿第三定律：作用于物体之间 的力总是大小相等、方向相反的 。
• 正畸矫治力总存在反作用力。反 作用力可能是需要的，也可能会 有副作用。
前牙内倾的情况 F1 ：压入前牙 F2 ：使前牙更内倾
解决办法 先竖直前牙
Ⅱ 类牵引力和前牙压入力 同时作用于前牙的情况
合适的 II 类牵引力
小的 II 类牵引力
大的 II 类牵引力
临床上常用的 打开咬合方法
覆合控制机制 • 升高后牙 • 竖直后牙 • 压低前牙 • 前倾前牙
1 、对于尖牙牙冠后倾者初期镍钛丝不纳入 切牙或尖牙 2 、尽早纳入第二磨牙 3 、尽早使用颌间牵引 4 、摇椅弓＋ II 类牵引 或 MEAW 技术 5 、上颌前牙平面导板配合颌间牵引 7 、多用唇弓 8、J钩
矫治力来源
弹 性 金 属 丝 橡 皮 圈 永 磁 体 肌 收 缩 力
轻力（ 60-100
强 度
g） 中度力（ 100-300 g）
重力（＞ 300
g）
产 机械力
生 肌力 方 式 磁力
颌内力
部 位
颌间力
颌外力
作 间歇力 用 时 间 持续力
正畸力与矫形力的区别
正 畸 力 ： 力值较弱，作用力范围 小，通过牙在生理范围内的移动以 矫治错合畸形。此力主要表现为牙 和牙弓的改变，以及少量基骨的改 变，但对颅、颌骨形态的改变不明 显 矫 形 力 ： 作用力范围大、力量强 ，主要作用在颅骨、颌骨上，能使 骨骼形态改变，能打开骨缝，对颜 面形态改变作用大。
旋转中心 (center of rotation) ： 指物体在外力 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，它与阻力中心是两个完全 不同的概念。
牙齿的阻抗中心和旋转中心
牙齿除了有质量外，还通过牙周膜与牙槽骨相连。 牙根表面不同部位阻力不是均匀一致 不同的牙移动类型，其支持组织反应也不尽相同
牛顿第三定律：作用于物体之Baidu Nhomakorabea的力总是 大小相等、方向相反的。
力矩（ moment ）指使物体转 动的力乘以力臂。
力偶（ couple ）：作用于物体上的 一对大小相等、方向相反、但不共 线的一对平行力 力偶矩：平行力中的一个力与力偶 臂的乘积
阻抗（力）中心 (center of resistance) ：指物体 运动约束阻力的简化中心。 自由空间——质心 重力场——重心
力
、圈簧的弹性）
学
阶
牙齿
段
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
生 物
学
牙周组织改建
阶
段
牙齿移位
矫正错牙合畸形
正畸矫治过程 动态示意图
主要内容
正畸生物力学基础 正畸牙移动的生物学基础 关于正畸生物力学相关研究
一 . 正畸生物力学的基本知识
力（ force ）是物体之间的相互作用。 力的三要素：大小、方向与作用点
加
最适力
临床上判断矫治力强度是否适当有以下几个特征 :
矫治力作用的牙齿 , 无明显的自觉疼痛。
叩诊矫治力作用的牙齿 , 无明显疼痛反应。
矫治力作用的牙齿 , 无明显松动。
错位牙位置改变明显 , 而支抗牙位置不改变或改 变不明显。
X 线片显示矫治牙的根部及牙周组织无病理变化 。
2
生物 力学
经过牙阻力中心的力 + 单纯的力偶矩 = 复合类型牙 移动
任何类型的牙移动都是由单纯的移动和单纯的转动组合 而成
M/F 比率 旋转中心位置
牙移动类型
F 为一个作用于牙冠 上的力； M 为作用于牙冠上的 力偶矩 D 为托槽到阻抗中心 的距离
d=10mm
M/F=d ，旋转中心在无穷远处，单纯平移 M/F ＞ d ，旋转中心在阻抗中心到冠方无穷远处 之间，牙齿为倾斜移动，根倾＞冠倾 M/F ＜ d ，旋转中心在阻抗中心到根方无穷远处 之间，牙齿为倾斜移动，冠倾＞根倾
• 颌外支抗 (extraoral anchorage) ：用头的 顶枕颈部作支持，以矫治牙、牙弓和颌骨。
• 支抗（ Anchorage) ：支持矫治 力，抵抗矫治力产生的反作用力。 与治疗的成败密切相关
支抗的种类
• 颌内支抗 (intramaxillary anchorage) ：在 同一牙弓中，用部分牙齿作支持，以移动另 一部分牙齿。
• 颌间支抗 (intermaxillary anchorage) ：用 一颌的牙弓和颌骨作支持，以矫治对颌的牙 、牙弓和颌骨。
大多数学者认为的牙体阻抗中心 位置：单根牙约位与牙根颈 1/3
与中 1/3 交界处的牙长轴上 （ 2/5-3/5 ），多根牙位于根分
叉下 1-2mm 处。
旋转中心随外力及力矩的变化而 变化，它与阻力中心是两个完全
不同的概念
牙移动的两种最基本方式
平 移 ： 当一外力的力线通过牙的阻 抗中心时，牙产生平动，此时旋转 中心距阻抗中心无穷远。 转 动 ： 当一力偶在以阻抗中心为园 心在对应的等距离处反向作用于牙 齿时，牙产生转动，此时旋转中心 在阻抗中心处。
矫治力大小和牙移动速度的关系
初始阶段 (initial phase)
物理性位移
限 速
迟缓阶段 (lag phase)
牙周膜产生透明样变
迟缓后阶段 (post-lag phase) 牙移动速度增加
力大小决定速 度，但空间量 决定总位移
力大小决定直 接 / 间接吸收
力大小决定速 度增加的快慢 逐渐 / 突然增
正畸的生物力学和生物学基础
正畸教研室 - 赵立星
口腔正畸就是通过各种矫正装置来调整颌面部骨、牙齿和神经肌肉三者 之间的平衡和协调，最终达到改善面型、排齐牙齿、提高咀嚼效能的目 的。
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！
我们怎样追寻正畸 学的
牙齿移动的生物力学和生物
学 矫治力（弓丝、橡皮筋
3 1
打开
1
咬合
18
影响咬合打开的主要力系统： II 类牵引力 前牙压入力
Ⅱ 类牵引
II 类牵引力受力分析 F1 ：使磨牙升高 F2 ：使磨牙前移 F3 ：使前牙后移 F4 ：使前牙伸出
前牙压入力
前牙唇倾
前牙内倾
前牙前倾的情况 F1 ：压入前牙 F2 ：使前牙更前倾
解决办法： II 类牵引， 或“ 8” 字栓丝 , 或弓丝末端回弯
支抗
2
控制
支抗控制的生物力学
• 内科医生 -- 使用药，有副作用 只有了解药物的作用机制及副作用，才 能对症下药，
• 正畸医生 -- 使用力，也有副作用 只有了解力的作用机制及副作用，才能 达到预期的效果。
• 牛顿第三定律：作用于物体之间 的力总是大小相等、方向相反的 。
• 正畸矫治力总存在反作用力。反 作用力可能是需要的，也可能会 有副作用。
前牙内倾的情况 F1 ：压入前牙 F2 ：使前牙更内倾
解决办法 先竖直前牙
Ⅱ 类牵引力和前牙压入力 同时作用于前牙的情况
合适的 II 类牵引力
小的 II 类牵引力
大的 II 类牵引力
临床上常用的 打开咬合方法
覆合控制机制 • 升高后牙 • 竖直后牙 • 压低前牙 • 前倾前牙
1 、对于尖牙牙冠后倾者初期镍钛丝不纳入 切牙或尖牙 2 、尽早纳入第二磨牙 3 、尽早使用颌间牵引 4 、摇椅弓＋ II 类牵引 或 MEAW 技术 5 、上颌前牙平面导板配合颌间牵引 7 、多用唇弓 8、J钩
矫治力来源
弹 性 金 属 丝 橡 皮 圈 永 磁 体 肌 收 缩 力
轻力（ 60-100
强 度
g） 中度力（ 100-300 g）
重力（＞ 300
g）
产 机械力
生 肌力 方 式 磁力
颌内力
部 位
颌间力
颌外力
作 间歇力 用 时 间 持续力
正畸力与矫形力的区别
正 畸 力 ： 力值较弱，作用力范围 小，通过牙在生理范围内的移动以 矫治错合畸形。此力主要表现为牙 和牙弓的改变，以及少量基骨的改 变，但对颅、颌骨形态的改变不明 显 矫 形 力 ： 作用力范围大、力量强 ，主要作用在颅骨、颌骨上，能使 骨骼形态改变，能打开骨缝，对颜 面形态改变作用大。
旋转中心 (center of rotation) ： 指物体在外力 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，它与阻力中心是两个完全 不同的概念。
牙齿的阻抗中心和旋转中心
牙齿除了有质量外，还通过牙周膜与牙槽骨相连。 牙根表面不同部位阻力不是均匀一致 不同的牙移动类型，其支持组织反应也不尽相同
牛顿第三定律：作用于物体之Baidu Nhomakorabea的力总是 大小相等、方向相反的。
力矩（ moment ）指使物体转 动的力乘以力臂。
力偶（ couple ）：作用于物体上的 一对大小相等、方向相反、但不共 线的一对平行力 力偶矩：平行力中的一个力与力偶 臂的乘积
阻抗（力）中心 (center of resistance) ：指物体 运动约束阻力的简化中心。 自由空间——质心 重力场——重心
力
、圈簧的弹性）
学
阶
牙齿
段
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
生 物
学
牙周组织改建
阶
段
牙齿移位
矫正错牙合畸形
正畸矫治过程 动态示意图
主要内容
正畸生物力学基础 正畸牙移动的生物学基础 关于正畸生物力学相关研究
一 . 正畸生物力学的基本知识
力（ force ）是物体之间的相互作用。 力的三要素：大小、方向与作用点
加
最适力
临床上判断矫治力强度是否适当有以下几个特征 :
矫治力作用的牙齿 , 无明显的自觉疼痛。
叩诊矫治力作用的牙齿 , 无明显疼痛反应。
矫治力作用的牙齿 , 无明显松动。
错位牙位置改变明显 , 而支抗牙位置不改变或改 变不明显。
X 线片显示矫治牙的根部及牙周组织无病理变化 。
2
生物 力学
经过牙阻力中心的力 + 单纯的力偶矩 = 复合类型牙 移动
任何类型的牙移动都是由单纯的移动和单纯的转动组合 而成
M/F 比率 旋转中心位置
牙移动类型
F 为一个作用于牙冠 上的力； M 为作用于牙冠上的 力偶矩 D 为托槽到阻抗中心 的距离
d=10mm
M/F=d ，旋转中心在无穷远处，单纯平移 M/F ＞ d ，旋转中心在阻抗中心到冠方无穷远处 之间，牙齿为倾斜移动，根倾＞冠倾 M/F ＜ d ，旋转中心在阻抗中心到根方无穷远处 之间，牙齿为倾斜移动，冠倾＞根倾
• 颌外支抗 (extraoral anchorage) ：用头的 顶枕颈部作支持，以矫治牙、牙弓和颌骨。
• 支抗（ Anchorage) ：支持矫治 力，抵抗矫治力产生的反作用力。 与治疗的成败密切相关
支抗的种类
• 颌内支抗 (intramaxillary anchorage) ：在 同一牙弓中，用部分牙齿作支持，以移动另 一部分牙齿。
• 颌间支抗 (intermaxillary anchorage) ：用 一颌的牙弓和颌骨作支持，以矫治对颌的牙 、牙弓和颌骨。
大多数学者认为的牙体阻抗中心 位置：单根牙约位与牙根颈 1/3
与中 1/3 交界处的牙长轴上 （ 2/5-3/5 ），多根牙位于根分
叉下 1-2mm 处。
旋转中心随外力及力矩的变化而 变化，它与阻力中心是两个完全
不同的概念
牙移动的两种最基本方式
平 移 ： 当一外力的力线通过牙的阻 抗中心时，牙产生平动，此时旋转 中心距阻抗中心无穷远。 转 动 ： 当一力偶在以阻抗中心为园 心在对应的等距离处反向作用于牙 齿时，牙产生转动，此时旋转中心 在阻抗中心处。