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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
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。
