口腔正畸学课件 人卫版 正畸治疗的生物机械原理

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正畸治疗的生物机械原理西安交通大学口腔医院1力牙、齿槽骨、颌骨位移矫治器力牙、齿槽骨、颌骨位移矫治器2一、牙周组织的生物学特性一、牙周组织的生物学特性3一、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4一、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5一、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、牙周组织的生物学特性（一）牙周膜内环境的稳定性6一、牙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（二）齿槽骨的可塑性7一、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。

一、牙周组织的生物学特性(三)牙骨质的抗压性8二、牙齿移动的生物学学说1.骨的压电效应学说（Piezoelectrictheory）

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（Piezo9二、牙齿移动的生物学学说1.骨的压电效应学说（Piezoelectrictheory）

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10二、牙齿移动的生物学学说1.骨的压电效应学说（Piezoelectrictheory）

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1.骨的压电效应学说（Piezoe11二、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二、牙齿移动的生物学学说2.骨的机械-化学学说：122.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2.骨的机械-化学学说：二、牙齿移动的生物学学说13压力侧：血流量下降血含氧量下降破骨细胞分化骨的吸收

压力侧：14三、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15多核破骨细胞牙移动方向多核破骨细胞牙移动方向16三、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（一）齿槽骨、牙周膜对正畸力的反17三、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骨的表面形成新的骨小梁成骨三、正畸矫治过程中的组织变化张力侧：18（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。（一）齿槽骨、牙周膜对正畸力的反应 在牙齿移动19三、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（二）其他20三、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21口腔正畸学课件人卫版正畸治疗的生物机械原理22三、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。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23四、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 不同强度的力对组织产24四、正畸力强度大小的作用

(一）力量大小Ⅰ级：太小，不能引起牙移动Ⅱ级：温和而持久，一般5~6小时组织开始反应Ⅲ级：过大，牙周纤维局部变形坏死Ⅳ级：牙周膜压缩，牙骨质与齿槽骨粘连四、正畸力强度大小的作用

(一）力量大小Ⅰ级：太小，不能引25（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态，一般认为在75-100g左右。四、正畸力强度大小的作用（二）最佳的矫治力量四、正畸力强度大小的作用26四、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无明显的自觉疼痛27四、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 四、正畸力强度大小的作用压力侧血管被压缩，但未闭合28（三）牙齿移动的类型与力的分布1

概念对抗中心（CenterofResistance）

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、正畸力强度大小的作用（三）牙齿移动的类型与力的分布四、正畸力强度大小的作用29四、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（CenterofRotation）

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30四、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、作用点四、正畸力强度大小的作用

（三）牙齿移动的类型与力的分布31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。力矩（moment）=力×力臂(作用力线距抗力中心的垂直距离32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：其中一个力乘以力偶臂(作用力线距抗力中心的垂直距离)。力偶(couple)：作用于同一物体，大小相等，方向相反，非33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。矫形力：较大而间断，引起骨骼形态改变的力。34（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（三）牙齿移动的类型与力量的分布四、正畸力强度大小的作用35四、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、正畸力强度大小的作用2.牙齿移动的类型36四、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37四、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四、正畸力强度大小的作用2.牙齿移动的类型38旋转旋转39四、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40四、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。四、正畸力强度大小的作用2.牙齿移动的类型41五、影响牙齿移动的因素1.矫治力因素

施力的强度

强：>350克中：60~350克弱：<60克整体：150倾斜：50压入：25伸长：100旋转：100转矩：150五、影响牙齿移动的因素1.矫治力因素强：>350克整体42施力的方式

（机械力、生物力、正畸力、矫形力等）施力的方式

（机械力、生物力、正畸力、矫形力等）43施力的时间（持续力、间断力）施力的时间44五、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2.机体条件45（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（五）影响牙齿移动的因素46口腔正畸学课件人卫版正畸治疗的生物机械原理47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正畸治疗的生物机械原理西安交通大学口腔医院48力牙、齿槽骨、颌骨位移矫治器力牙、齿槽骨、颌骨位移矫治器49一、牙周组织的生物学特性一、牙周组织的生物学特性50一、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51一、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52一、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、牙周组织的生物学特性（一）牙周膜内环境的稳定性53一、牙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（二）齿槽骨的可塑性54一、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。

一、牙周组织的生物学特性(三)牙骨质的抗压性55二、牙齿移动的生物学学说1.骨的压电效应学说（Piezoelectrictheory）

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（Piezo56二、牙齿移动的生物学学说1.骨的压电效应学说（Piezoelectrictheory）

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57二、牙齿移动的生物学学说1.骨的压电效应学说（Piezoelectrictheory）

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1.骨的压电效应学说（Piezoe58二、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二、牙齿移动的生物学学说2.骨的机械-化学学说：592.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2.骨的机械-化学学说：二、牙齿移动的生物学学说60压力侧：血流量下降血含氧量下降破骨细胞分化骨的吸收

压力侧：61三、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62多核破骨细胞牙移动方向多核破骨细胞牙移动方向63三、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（一）齿槽骨、牙周膜对正畸力的反64三、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骨的表面形成新的骨小梁成骨三、正畸矫治过程中的组织变化张力侧：65（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。（一）齿槽骨、牙周膜对正畸力的反应 在牙齿移动66三、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（二）其他67三、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68口腔正畸学课件人卫版正畸治疗的生物机械原理69三、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。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70四、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 不同强度的力对组织产71四、正畸力强度大小的作用

(一）力量大小Ⅰ级：太小，不能引起牙移动Ⅱ级：温和而持久，一般5~6小时组织开始反应Ⅲ级：过大，牙周纤维局部变形坏死Ⅳ级：牙周膜压缩，牙骨质与齿槽骨粘连四、正畸力强度大小的作用

(一）力量大小Ⅰ级：太小，不能引72（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态，一般认为在75-100g左右。四、正畸力强度大小的作用（二）最佳的矫治力量四、正畸力强度大小的作用73四、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无明显的自觉疼痛74四、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 四、正畸力强度大小的作用压力侧血管被压缩，但未闭合75（三）牙齿移动的类型与力的分布1

概念对抗中心（CenterofResistance）

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、正畸力强度大小的作用（三）牙齿移动的类型与力的分布四、正畸力强度大小的作用76四、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（CenterofRotation）

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77四、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、作用点四、正畸力强度大小的作用

（三）牙齿移动的类型与力的分布78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。力矩（moment）=力×力臂(作用力线距抗力中心的垂直距离79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：其中一个力乘以力偶臂(作用力线距抗力中心的垂直距离)。力偶(couple)：作用于同一物体，大小相等，方向相反，非80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。矫形力：较大而间断，引起骨骼形态改变的力。81（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（三）牙齿移动的类型与力量的分布四、正畸力强度大小的作用82四、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、正畸力强度大小的作用2.牙齿移动的类型83四、正畸力强度