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正畸矫治中的生物力学及生物学原理生正畸矫治是指通过应用合适的力学作用和生物学原理，修复错位的牙齿，使其恢复正常位置和功能的一种治疗方法。
在正畸矫治中，生物力学和生物学原理起着至关重要的作用。
首先，生物力学是指应用于生物体上的力学原理和技术。
在正畸矫治中，生物力学的目的是通过施加适当的力量来改变牙齿和颌骨的位置、角度和关系，从而达到调整牙齿和面部外形的效果。
生物力学的原理包括以下几个方面：1.力的选择和施加：在正畸矫治中，力的选择和施加是非常关键的。
过大的力量可能会导致牙齿移动过快，引起根吸收；过小的力量则可能导致牙齿移动缓慢或无法移动。
因此，力的大小、方向和时间都需要综合考虑，以达到最佳矫治效果。
2.力的传递和作用：正畸矫治中，力的传递和作用方式有很多种。
最常见的力的传递方式包括弹性力和摩擦力。
弹性力可以通过橡皮圈、金属弓等器械施加在牙齿上，从而实现对牙齿的调整。
摩擦力则是通过述缘摩擦作用来实现牙齿的移动。
在力的作用过程中，牙齿和颌骨组织会受到一定的应变和压力，从而引起牙齿的吸收和新骨的生成。
3.力的调节和控制：在正畸矫治中，力的调节和控制非常关键。
力的调节包括力的大小和方向的调整，以适应不同牙齿错位病情的需要。
力的控制则是通过定期检查和调整，使力的作用保持在一个合适的范围内，避免对牙齿和颌骨组织造成不可逆的损伤。
其次，生物学原理在正畸矫治中也起着重要的作用。
生物学原理主要包括以下几个方面：2.牙周组织的适应和重建：正畸矫治中，由于牙齿的移动和调整，牙周组织也会受到一定的影响。
牙周组织的适应和重建是指牙周组织在力的作用下的调整和恢复过程。
牙齿的移动和调整会引起附着于牙齿上的牙龈、牙槽骨和牙骨膜组织的变化，通过牙周创面的愈合和组织重建，可以实现牙齿的稳定和固定。
3.牙齿生物力学：牙齿生物力学是指牙齿在正常咀嚼功能下所受到的力学作用和反应。
在正畸矫治中，牙齿生物力学的原理主要用于指导正畸器的设计和使用。
第五讲正畸治疗的生物力学矫治力机械性牙移位生物力学阶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组织学改建牙齿移位生物学阶段矫正错牙合畸形第一部分牙移动的生物力学一、阻力中心和旋转中心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。
影响决定牙根长度、形状、数目、牙槽嵴顶高度牙周面积阻力中心位置◎单根牙：牙长轴上，牙根三等分，位于冠1/3与中1/3交界处◎多根牙：根分叉下1—2mm处组牙的阻力中心、颌骨的阻力中心（了解）2、旋转中心center of rotation：物体在外力作用下转动所围绕的点。
旋转中心随外力及力矩的变化而变化。
二、正畸牙移动的类型（一）正畸牙移动的类型1、倾斜移动tipping movement：牙根与牙冠做相反方向的移动（最常见）。
2、整体移动bodily movement：牙根与牙冠作相同方向等距离移动。
3、控根移动controlling root movement：牙冠不动而牙根移动。
（1）转矩torque：唇（颊）舌向控根移动。
（2）竖直upright：近远中向控根移动。
4、垂直移动vertical movement：整体移动另一形式。
（1）伸出移动extrusion movement：向牙合方垂直移动。
（2）压入移动intrusion movement：向根方垂直移动。
5、旋转移动rotation movement：牙体绕牙长轴的转动。
（二）牙移动的基本方式：1、平动translation：当一外力线通过牙的阻力中心时，牙产生单纯平动，此时旋转中心距阻力中心无穷远。
2、转动rotation：当一力偶在以阻力中心为圆心在对应的等距离处反向作用于牙体时，牙产生单纯转动，此时旋转中心在阻力中心。
第五讲正畸治疗的生物力学矫治力机械性牙移位生物力学阶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组织学改建牙齿移位生物学阶段矫正错牙合畸形第一部分牙移动的生物力学一、阻力中心和旋转中心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。
影响决定牙根长度、形状、数目、牙槽嵴顶高度牙周面积阻力中心位置◎单根牙：牙长轴上，牙根三等分，位于冠1/3与中1/3交界处◎多根牙：根分叉下1—2mm处组牙的阻力中心、颌骨的阻力中心（了解）2、旋转中心center of rotation：物体在外力作用下转动所围绕的点。
旋转中心随外力及力矩的变化而变化。
二、正畸牙移动的类型（一）正畸牙移动的类型1、倾斜移动tipping movement：牙根与牙冠做相反方向的移动（最常见）。
2、整体移动bodily movement：牙根与牙冠作相同方向等距离移动。
3、控根移动controlling root movement：牙冠不动而牙根移动。
（1）转矩torque：唇（颊）舌向控根移动。
（2）竖直upright：近远中向控根移动。
4、垂直移动vertical movement：整体移动另一形式。
（1）伸出移动extrusion movement：向牙合方垂直移动。
（2）压入移动intrusion movement：向根方垂直移动。
5、旋转移动rotation movement：牙体绕牙长轴的转动。
（二）牙移动的基本方式：1、平动translation：当一外力线通过牙的阻力中心时，牙产生单纯平动，此时旋转中心距阻力中心无穷远。
2、转动rotation：当一力偶在以阻力中心为圆心在对应的等距离处反向作用于牙体时，牙产生单纯转动，此时旋转中心在阻力中心。
正畸的科学原理是什么原理正畸是一门以研究和治疗口腔颌面畸形为主的临床医学科学。
其科学原理主要涉及牙齿移动、骨骼生长与重构、软组织调整及功能重建等方面。
牙齿移动是正畸治疗的核心。
牙齿的位置不仅影响面容美观，还与咀嚼功能、发音、牙齿清洁卫生等密切相关。
牙齿的移动是基于生物力学原理的，即施加合适的力量诱导牙齿移动，并且根据应力-应变的关系来调整力量的大小和方向。
正畸的主要力学原理包括载荷力学、应力分布理论、生物学相容性、组织生物学等。
载荷力学是正畸治疗中的基本原理之一。
载荷力学研究施加在牙齿和组织上的外部力量以及其对牙齿及其周围组织产生的影响。
正畸治疗中施加在牙齿上的力量包括活动力和阻力。
活动力是用于移动牙齿的力量，通常施加在牙齿的冠部；阻力是用于稳定牙齿的力量，通常施加在根部周围的骨组织上。
应力分布理论是正畸治疗中的另一个重要原理。
应力分布理论研究牙齿移动时牙齿及其周围组织的应力分布情况。
当施加力量时，牙齿及其周围组织会受到应力的作用，其中正常应力反应有助于牙齿移动，而异常应力反应可能会导致不良反应。
通过合理设计力量大小和施力方向，可以有效控制牙齿的移动，避免不良应力反应的发生。
生物学相容性是正畸治疗中的另一个重要原则。
生物学相容性研究外界材料与人体组织之间的相互作用。
正畸治疗中使用的材料包括固定器、弹簧、托槽等，这些材料需要具备良好的生物相容性，即能与人体组织兼容，不引起异物反应或其他不良影响。
组织生物学是正畸治疗中的另一个重要原理。
组织生物学研究牙齿移动过程中涉及的各类组织的生理及病理变化。
例如，正畸治疗中需要通过力学刺激牙槽骨的重塑和再造，这涉及到骨细胞的增生、吸收和重构过程。
同时，正畸治疗还需要注意保护牙齿周围的软组织，避免压迫或损伤。
除了以上提到的科学原理，正畸治疗还需要结合患者的个体差异和整体治疗规划。
因为每个人的牙齿和颌面骨骼结构都有差异，需要量身定制治疗方案。
此外，正畸治疗还需要考虑患者的生长发育情况、咬合功能及预期治疗效果等因素。
钢丝正畸原理：
钢丝正畸的原理是利用生物力学原理来对牙颌畸形的牙齿进行矫治。
通过在牙齿表面粘上托槽，再在托槽上固定弓丝，医生通过对矫治弓丝施力来使牙齿移动，达到重新排列的目的。
具体来说，钢丝牙套利用镍钛弓丝的弹性产生牵引力，使得牙根周围的牙槽骨发生改变，从而逐渐移动牙齿。
在牙齿排列整齐后，需要关闭间隙，调整上下牙齿的咬合关系，最终达到广泛的接触。
钢丝正畸的过程相对较慢，因为移动牙齿需要温和而持久的力量，强度不超过毛细血管压力，即每平方厘米加26克的压力。
这种力量使得牙齿移动的速度较慢，但移动的效果稳定。
钢丝正畸需要定期调整弓丝的力量和方向，以适应牙齿移动的需要。
在矫正完成后，需要拆除矫治器，并且需要佩戴保持器，以防止牙齿反弹和位移。
总之，钢丝正畸的原理是通过利用生物力学原理，通过对矫治弓丝施力来使牙齿移动，达到重新排列的目的。
这个过程需要温和而持久的力量，定期调整矫治器的力量和方向，以及矫正完成后佩戴保持器，以保持牙齿的稳定性和美观度。
正畸矫治中得生物力学及生物学原理四川大学华西口腔医学院正畸教研室赵志河第一部分牙移动得生物力学一、力学基本概念(一)力、力矩与力偶1、力(Force):力指物体间得相互机械作用。
使物体运动状态发生变化(外效应)或使物体发生变形(内效应)。
力为矢量,有三个基本要素:大小、方向与作用点。
2、力矩(Moment):力得大小×力到旋转中心得垂直距离(力臂)该乘积取正负号以区别转动得方向,(一般以逆时针方向为正,反之为负)。
M=F×d(二)阻力中心与旋转中心1、阻力中心(Center of Resistance):物体周围约束其运动得阻力得简化中心。
在自由空间中,物体得阻力中心即就是其质心。
在重力场中,物体得阻力中心即就是其重心。
受约束得物体(如牙槽骨中得牙)其阻力中心决定于周围环境得约束状态。
牙根长度、形状、数目、牙槽嵴顶高度影响牙周面积决定阻力中心位置•单根牙:牙长轴上,牙根冠向1/3与中1/3之间(约冠向2/5 )•多根牙:根分叉下根下1-2mm处。
组牙得阻力中心(了解)2、旋转中心(Center of Rotation):物体在外力作用下转动时所围绕得点。
旋转中心随外力及力矩得变化而变化。
阻力中心就是物体固有得,不变得。
与外力得大小、方向、作用点与力矩得大小无关旋转中心就是可变得,随外力得改变而改变二、正畸牙移动得类型(一)正畸牙移动得类型1、倾斜移动(tipping movement):牙冠与牙根作相反方向移动(最常见)。
2、整体移动(bodily movement):牙冠与牙根作相同方向等距离移动。
3、控根移动(controlling root movement):牙冠不动而牙根移动。
(1)转矩(torque):唇(颊)舌向控根移动(2)竖直(upright):近远中向控根移动4、垂直移动(vertical movement):整体移动另一形式。
⑴伸出移动(extrusion movement):向he方垂直移动⑵压入移动(intrusion movement):向根方垂直移动。
5、旋转移动(rotation movement):牙体绕牙长轴得转动。
(二)牙移动得最基本方式:1、平动(translation):当一外力力线通过牙得阻力中心时,牙产生单纯平动,此时旋转中心距阻力中心无穷远。
2、转动(rotation):当一力偶在以阻力中心为圆心在对应得等距离处反向作用于牙体时,牙产生单纯转动,此时旋转中心在阻力中心处。
单纯得平动+单纯得转动=复合类型牙移动经过牙阻力中心得力F+单纯得力偶矩M(M’)=产生复合类型牙移动三、牙控制性移动得力学原理矫治力得得第一与第二要素:方向与作用点①矫治力作用线通过牙得阻力中心:牙平移②矫治力作用线不通过牙得阻力中心:牙转动牙得阻力中心在根部,而临床得力作用点位于冠部,矫治力得作用线不通过牙得阻力中心。
这样就只能产生转动－倾斜移动已知:单纯得平动+单纯得转动=复合类型牙移动已知:复合类型牙移动=单纯得平动+单纯得转动结论:要达到平动—加一个反方向力偶矩来平衡为了达到整体移动就必须在牙冠上加一个反方向(逆时针)得力偶矩－对抗牙转动由此可见: 当M’= M时－牙平移当M’＜M时－牙冠移＞根移当M’＞M时－牙冠移＜根移牙移动得控制原理(了解):1) M’/F比率决定了旋转中心得位置,从而控制牙移动得类型,通过调整M’/F比率,可以获得我们所需要得牙移动类型。
2)旋转中心得位置依赖于M’/F比率,而不单独依赖于M’或F。
3)虽然M’/F比率决定了旋转中心得位置,但这就是在阻力中心位置一定得情况下,如果周围约束环境变化而导致阻力中心位置改变,即使M’/F比率一样,旋转中心得位置也不同。
四、临床矫治力(一)矫治力得来源1、金属弹性丝2、各种橡皮圈3、永磁体4、肌肉收缩力(二)矫治力得分类1、以矫治力得强度大小分:①重力(heavy force) －口外牵引力,大于350g②中力(medium force)－弓丝簧曲,大于60g小于350g③轻力(light force) －乳胶橡皮圈,小于60g2、按矫治力得作用时间来分①持续力(Continued Force):轻力,持续温与、衰减缓慢、比较恒定得力。
②间歇力(Interrupted Force):力量较大、持续时间短,衰减很快得力。
③间断力(Intermittent Force):间断得、大小较恒定得矫治力,如戴用口外弓。
3、按矫治力产生得方式来分①机械力:由矫治器及其附件所产生得机械弹力②肌能力:利用肌肉收缩产生得力③磁力4、按矫治力得作用效果分①正畸力(Orthodontic Force):只使牙齿移动得力,力量较小。
②矫形力(Orthopedic Force):能影响颌骨形态、生长得力,力量较大。
(三)矫治力得大小:1、物理学原则:F矫>F阻。
矫治力必须大于牙周阻力、弓丝得摩擦力。
2、生物学原则:能有效促进组织改建,但又不引起不可逆得组织损伤。
①牙移动力阈值:促进牙移动得最小力值②最适力(Optimal Force):能有效促进牙周组织改建,使牙产生理想得移动③差动力(Differential Force):同样大小得力作用于不同得牙齿引起有差别得移动现象3 临床判断矫治力大小就是否合适当标准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;④X线片示牙根及牙周组织无病理改变。
五、支抗及其控制(重点)(一)支抗得概念支抗(Anchorage):就就是支持矫治力,抵抗矫治力得反作用力。
它由一组用于控制矫治力复合结构构成,包括:抗基牙,颌骨,头枕部,矫治器,口外装置等。
(二)支抗类型1、交互支抗(Reciprocal anchorage):利用牙齿移动时产生得反作用力来移动牙齿2、加强支抗(Reinforced anchorage):分散反作用①多数牙支抗②颌间支抗用一颌得牙弓与颌骨作支持,以矫治对颌得牙、牙弓与颌骨。
③口外支抗用头得顶枕颈部作支持,以矫治牙、牙弓与颌骨。
④稳定支抗在牙周膜面积相等得情况下,整体移动所需得矫治力大于倾斜移动,因此,可以用一组牙得整体移动来对抗另一组牙得倾斜移动,使整体移动得一组牙不动或移动很少,只让倾斜移动得一组牙移动。
3、差动力支抗(Differential anchorage)同样大小得力作用于两个或两组不同得牙齿,根据其产生得组织反应不同,使需要移动得牙得以移动,不需移动得牙很少移动甚至不动。
其基础就是牙周膜面积得差异。
第二部分牙移动得生物学一、牙周组织生物学特性(自习)二、正畸矫治中得组织反应基本概念压力区:当外力施加于牙齿上时,与牙移动方向相应得牙周组织面所承受得压力－－变窄张力区:当外力施加于牙齿上时,与牙移动方向相反得牙周组织面所承受得牵引力－－变宽(一)牙周组织得反应(重点P105)1、牙周膜得生物学反应①矫治力适当时(<20-26g/cm3)压力区:牙周膜血管受压,牙周间隙变窄,细胞分化加快,出现大量破骨细胞(48-72小时) 张力区:牙周纤维拉长,牙周间隙变宽,成骨细胞活动增加,形成类骨样组织②矫治力过大时压力区:牙周膜压闭或压破,局部玻璃样变,细胞坏死,细胞分化中止张力区:牙周纤维被撕裂,细胞分化过程中止玻璃样变(Hyalinized area)－重点又叫透明样变性,就是指牙周膜在受压后所发生得无结构样变性。
牙周韧带正常结构消失,血管受压破裂至成分消失,胶元纤维结构不清,形成嗜伊红均质状物质。
③保持:发生进一步得组织改变张力区:类骨样组织被骨组织取代,骨样组织→束状骨→通过钙化形成哈佛氏系统得板状骨压力区:剩余有破骨细胞,骨样组织沉积在吸收区,适当得时候形成束状骨→钙化成板状骨牙周纤维改建多数在6个内月完成但旋转移动后,游离龈纤维与越膈纤维等改建缓慢。
2、牙槽骨得改变受力后3-4天,开始牙槽骨得改建,达到新得平衡受压区破骨细胞增多,破骨形式有两种:①直接性骨吸收(Frontal resorption)－重点指破骨细胞直接在牙槽骨得正表面进行骨质吸收在无透明样变或在透明样变组织清除之后两种情况才能产生直接性骨吸收。
②间接性骨吸收(Undermining resorption)－重点又称“潜行性骨吸收”或“挖掘性骨吸收”,指牙周组织发生透明样变后,破骨细胞在相对于透明样变得骨髓腔内表面及透明样变区周缘进行骨吸收。
矫治力过大易导致间接性骨吸收,常使被矫治得牙齿过度松动、疼痛,减慢牙移动速度,恢复时易发生牙根骨粘连。
3、牙龈得改变(略)(二)牙体组织得改变1、牙骨质:透明样变清除后,压力区得牙骨质有轻微吸收,牙本质得吸收在加力停止后可很快得到修复。
2、牙髓: 矫治力适当时牙髓可出现轻度充血,牙髓敏感性增高;矫治力过大时,严重充血、水肿、空泡样变,牙髓坏死。
(三)下颌骨及颞下颌关节得改建下颌骨受矫形力时,下颌骨及颞下颌关节均会产生适应性改建1、导下颌向前:关节凹:前壁吸收,后壁增生髁状突:前缘吸收,后缘增生下颌枝:前缘吸收,后缘增生下颌角:变钝下颌体:变长2、移下颌向后:组织改变与导下颌向前相反(四)对恒牙胚,腭中缝,面部肌得影响三、五种牙移动类型得组织反应(自学)四、影响牙移动得因素(一)矫治力1、力得方向:施力方向决定牙移动方向与类型。
2 、力得大小:力过大:引起得透明样变范围大,透明样变组组织吸收得时间也长,牙移动速度减慢。
力过小:不足以克服牙周阻力,牙不移动。
临床上提倡使用最适力。
3、力得持续时间:间断力:引起得透明样变性范围大、持续时间长;且力量消失快,因此牙移动缓慢持续而柔与得力:透明样变范围小、持续时间短;力得衰减慢,在透明样变清除后,持续力可使牙齿快速移动(二)机体条件1、解剖因素:牙槽骨越致密,引起得透明样变范围越大,牙移动速度越慢2、年龄及健康状况–青少年:处于生长发育期,牙移动快–成年人:生长终止,牙移动慢–全身健康情况差时:会影响牙齿移动(三)药物、激素等甲状旁腺素、甲状腺素、肝素→促进骨吸收。
消炎痛、降钙素、可得松、Ca++、VitC、VitD→抑制骨吸收,促进骨生长。
局部应用直流电。
磁力。
