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1、正畸治疗的生物机械原理,西安交通大学口腔医院正畸教研室 邹敏,力,牙、齿槽骨、颌骨,位移,矫治器,一、牙周组织的生物学特性,一、牙周组织的生物学特性,（一）牙周膜内环境的稳定性 牙周韧带（PDL）由纤维性结缔组织所构成，主要连接牙齿与齿槽骨，使牙齿固定于齿槽骨中，并传导和调节牙齿所承受的力量。,一、牙周组织的生物学特性,（一）牙周膜内环境的稳定性细胞 牙周膜中具有三种细胞成分：1 合成性细胞 2 吸收性细胞 3 未分化的母细胞,一、牙周组织的生物学特性,（一）牙周膜内环境的稳定性组织液 在牙周膜间隙内充满了组织液，起到吸收外力的作用。由于液体不可压缩，牙承受的外力被迅速的传至齿槽骨上。,一、牙
2、周组织的生物学特性,（二）齿槽骨的可塑性 颌骨尤其是齿槽骨具有一般骨组织的坚固性，又有高的可塑性。在生理状态下不断的进行着更新和改建，通过增生和吸收的方式达到新的平衡。,一、牙周组织的生物学特性,(三)牙骨质的抗压性 牙根表面覆盖一薄层类牙骨质，它抗击一定外力，保护牙骨质不产生吸收。,二、牙齿移动的生物学学说,1.骨的压电效应学说（Piezoelectric theory）压电效应是指晶体物质受力变形后所产生电荷的现象。凹面带负电，凸面带正电,二、牙齿移动的生物学学说,1.骨的压电效应学说（Piezoelectric theory）压电效应有两个特点：1 有很快的消失速度。若力持续，电信号 并
3、不持续产生。2 力取消时产生一个大小相同，方向相反的 电信号。,二、牙齿移动的生物学学说,1.骨的压电效应学说（Piezoelectric theory）对正常的齿槽骨代谢有积极的作用。对持续性的正畸力的作用还不能明确。实验证明：电环境的改变可以影响细胞膜的通透性，从而引起细胞的活化。,二、牙齿移动的生物学学说,2.骨的机械-化学学说：外力 牙齿 牙周膜中的血流改变 牙周组织的化学环境的改变（含氧量的水平和其它代谢物质的相对水平，如环-磷酸核苷的浓度）细胞的分化 骨的生成和吸收,2.骨的机械-化学学说：张力侧：血流量增加 血含氧量增加 成骨细胞分化 骨形成,二、牙齿移动的生物学学说,压力侧：血
4、流量下降 血含氧量下降破骨细胞分化 骨的吸收,三、正畸矫治过程中的组织变化,（一）齿槽骨、牙周膜对正畸力的反应 1.压力侧 牙周膜变窄 血流量降低 胶原纤维降解吸收、齿槽骨弯曲变形破骨细胞分化齿槽骨吸收,多核破骨细胞,牙移动方向,三、正畸矫治过程中的组织变化,（一）齿槽骨、牙周膜对正畸力的反应矫治力过大血管局部出血，牙周组织发生透明样变性，变性组织被吞噬细胞吸收，新生的纤维细胞、血管侵入，对其进行修复齿槽骨在压力较远处间接吸收，间接吸收又称“潜行性吸收”。牙根主要是根尖也出现吸收。,三、正畸矫治过程中的组织变化,张力侧：牙周纤维牵拉伸长 血流增加 成纤维细胞增殖，齿槽骨弯曲变形 成骨细胞分化
5、骨的表面形成新的骨小梁 成骨,（一）齿槽骨、牙周膜对正畸力的反应,在牙齿移动的过程中，细胞的分化一般在加力后 36 小时出现。,三、正畸矫治过程中的组织变化,（二）其他1.牙体组织 牙骨质变化 牙根变化 牙髓组织变化2.乳牙移动对恒牙胚的影响3.骨缝的变化4.对邻牙的影响,三、正畸矫治过程中的组织变化,（三）牙移动后牙周组织的改建与恢复 牙周组织的改建通常需要 4 周的时间来完成，这也是临床上病人一个月复诊一次的生物学基础，有利于牙齿的生理性移动。,三、正畸矫治过程中的组织变化（三）牙移动后牙周组织的改建与恢复,牙周膜纤维的重新排列保持9个月仍不规则。新生牙槽骨保持9个月仍不成熟。牙周膜与牙槽
6、骨的正常结合需要3个月。牙根的吸收和恢复大于3个月。故矫治后需保持1年以上。,四、正畸力强度大小的作用,不同强度的力对组织产生不同程度的影响，力量过小，不能引起牙周组织中化学环境的改变，牙齿将不会发生移动。力量过大可造成部分牙周组织发生变性、坏死，对这些变性坏死的组织清除和修复需要较长的时间，牙齿移动将变缓或不移动。,四、正畸力强度大小的作用(一）力量大小,级：太小，不能引起牙移动级：温和而持久，一般56小时组织开始反应级：过大，牙周纤维局部变形坏死级：牙周膜压缩，牙骨质与齿槽骨粘连,（二）最佳的矫治力量 从理论上讲应该温和而持久的力，力值强度不超过牙周膜毛细血管的压力，使毛细血管处于半闭合状
7、态，一般认为在75-100g左右。,四、正畸力强度大小的作用,四、正畸力强度大小的作用1.临床上判断适合矫正力的指征,无明显的自觉疼痛叩诊无明显反应受力的牙齿无明显松动?(II)牙位移动明显X-线片根部、牙周组织无病理变化,四、正畸力强度大小的作用2.组织学观察适合矫正力,压力侧血管被压缩，但未闭合产生最大的细胞反应组织保持活性，未出现坏死牙槽骨直接吸收多，而间接吸收少,（三）牙齿移动的类型与力的分布1 概念对抗中心（Center of Resistance）是指物体运动约束阻力的简化中心，也称为阻力中心，即物体的质量中心。牙齿的对抗中心是牙及周围支持组织所固有的，不受外力的影响。,四、正畸力
8、强度大小的作用,四、正畸力强度大小的作用,（三）牙齿移动的类型与力的分布1 概念 旋转中心（Center of Rotation）是指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。,四、正畸力强度大小的作用,（三）牙齿移动的类型与力的分布1 概念力：大小、方向、作用点,力矩（moment）=力力臂(作用力线距抗力中心的垂直距离)。力矩有2个变量：力的大小和距离。力矩的方向围绕抗力中心与作用力方向一致+为逆时针方向转动，-为顺时针方向转动。,力偶(couple)：作用于同一物体，大小相等，方向相反，非一直线上但相互平行的2个力。力偶可造成单纯的牙齿旋转。力偶矩：其中一个力乘以
9、力偶臂(作用力线距抗力中心的垂直距离)。,矫形力：较大而间断，引起骨骼形态改变的力。正畸力：较小而持续，引起牙及牙弓改变的力。,（三）牙齿移动的类型与力量的分布2.牙齿移动的类型（1）倾斜移动：牙齿受到单一水平力的作用，以旋转中心为支点，牙冠与牙根向相反方向移动。这个支点被认为在根的中1/3和根1/3的交界处。牙周组织受力最大处位于齿槽脊和根尖处。应用力值应在 50g左右。,四、正畸力强度大小的作用,四、正畸力强度大小的作用,2.牙齿移动的类型（2）整体移动：牙冠与牙根同时向一个方向移动，牙周组织一侧受压，另一侧受牵拉，力量分布均匀，可以承受较大的外力。一般认为100-150g 左右。,四、正
10、畸力强度大小的作用,2.牙齿移动的类型（3）垂直移动：牙齿压低：在压低运动中仅根尖的少量 牙周膜受到了挤压，如果力量太大则容 易引起根尖区的血液循环障碍，造成组 织坏死和牙髓症状。因此压低的力量应 十分温和。一般力值为：15-25g,四、正畸力强度大小的作用,2.牙齿移动的类型（3）垂直移动：牙齿伸长：伸长运动中整个牙周纤维受 到牵拉，牙槽窝中新骨形成，随着牙齿 的伸长齿槽骨增高。由于牙周膜受力较 多，伸长移动可以承受较大的力。力值为 50-100g,旋转,四、正畸力强度大小的作用,2.牙齿移动的类型（4）旋转移动：一对外力使牙冠和牙根沿着牙体长轴做旋转移动。旋转时大多牙周纤维受 到水平向的牵
11、拉，而扁根牙则会形成两 个压力区和张力区。作用的力值介于倾 斜移动和整体移动之间。,四、正畸力强度大小的作用,2.牙齿移动的类型（5）转矩移动：（Torque）转矩移动又称控根移动，既控制牙冠不动，使牙根移动。齿槽骨的吸收最先发生在根的中1/3，根尖部移动的范围最大。牙周膜的受力面积较大，作用力值类似于整体移动。,五、影响牙齿移动的因素,1.矫治力因素 施力的强度,强：350克中：60350克弱：60克,整体：150倾斜：50压入：25伸长：100旋转：100转矩：150,施力的方式（机械力、生物力、正畸力、矫形力等）,施力的时间（持续力、间断力）,五、影响牙齿移动的因素,2.机体条件 年龄 健康状况 局部的解剖因素：根长、牙槽骨高度等,（五）影响牙齿移动的因素3.外界因素,激素：甲状旁腺素等 药物：前列腺素、丹参等 物理刺激：电刺激、磁力等,
