新研制自鎖托槽摩擦力的實驗研究

[摘要]目的：介紹一種新式托槽并對新研制自鎖托槽的摩擦力進行對比研究。方法：隨機抽取兩種右上尖牙托槽各10個(新研制自鎖托槽和國產(chǎn)傳統(tǒng)翼結(jié)扎不銹鋼方絲弓托槽)與三種弓絲各10根(國產(chǎn)0.016“Ni－Ti圓絲、0.016”澳大利亞不銹鋼圓絲、國產(chǎn)0.017×0.02 5不銹鋼方絲)、將兩種托槽分別組合分組，在實驗室中模擬矯治過程中牙齒移動情況，測出各組摩擦力進行比較。結(jié)果：新研制自鎖托槽比傳統(tǒng)翼結(jié)扎托槽摩擦力小。結(jié)論：此自鎖托槽屬低摩擦托槽，符合口腔正畸科臨床醫(yī)師施加矯治力的要求。

[關(guān)鍵詞]自鎖托槽；摩擦力；牙移動

[中圖分類號]R783.5 [文獻標識碼]A [文章編號]1008－6455(2007)06－0820－03

自鎖托槽是新一代低摩擦托槽。其理想的結(jié)扎方式，既能保持弓絲與托槽的穩(wěn)固嚙合，從而精確控制牙位，又大大減小了矯治器系統(tǒng)的摩擦力，使牙齒能夠在較小牽引力的作用下迅速移動。自鎖托槽在國外已應(yīng)用于臨床，學者們對其研究也不少見，但因其價格昂貴，目前國內(nèi)尚未見廣泛的臨床應(yīng)用。因此，我們在傳統(tǒng)翼結(jié)扎托槽基礎(chǔ)上，初步研制出一種自鎖托槽，希望可以對廣大臨床醫(yī)師有所幫助。

1 結(jié)構(gòu)和優(yōu)點

1．1 結(jié)構(gòu)：新研制自鎖托槽的基本結(jié)構(gòu)：托槽底板為弧形，其上有槽溝，底板上亦對稱設(shè)置四個翼，其中心為弓絲槽轉(zhuǎn)軸支架，上側(cè)有卡道及卡緊圓槽凹。自鎖卡環(huán)繞軸旋轉(zhuǎn)180°，由凸臺與圓槽配合卡緊，內(nèi)凸圓亦可壓緊弓絲，從而完成弓絲與托槽的緊固。

1．2 優(yōu)點：①此自鎖托槽可省去繁瑣的結(jié)扎程序，節(jié)省臨床操作時間，且可有效地避免結(jié)扎絲對口腔粘膜造成的損傷。②此托槽主要靠卡環(huán)的旋轉(zhuǎn)動作來完成對弓絲的固定，而壓緊凸圓是靠圓弧面與弓絲接觸，這就大大減小了弓絲與托槽的摩擦阻力。③支架上側(cè)設(shè)有二個槽(卡道)，可調(diào)整凸圓的壓緊程度。臨床上調(diào)整加力時，只需將松弛的托槽與弓絲鎖結(jié)處再扣緊一格，壓下至第二個槽即可，無需在槽溝內(nèi)加墊附加物來調(diào)整阻力大小。④托槽結(jié)構(gòu)合理，使用靈活，制造方便，成本也很低廉，非常適用于國內(nèi)各大中小型醫(yī)院。

2 實驗材料和裝置

2．1 材料：隨機抽取兩種右上尖牙托槽各10個(新研制自鎖托槽和國產(chǎn)槽溝為0.022×0.028傳統(tǒng)翼結(jié)扎不銹鋼方絲弓托槽)、三種弓絲各10根(國產(chǎn)0.016“Ni－Ti弓絲、0.016”澳大利亞弓絲和國產(chǎn)0.017×0.025不銹鋼方絲)、直徑0.20mm、長24mm的不銹鋼結(jié)扎絲若干根。

2．2 裝置：①緊固弓絲部分：包括弓絲定位孔架，緊固螺絲，傳感器連接板和滑輪。②拉力驅(qū)動部分：包括無級變速電機，傳感齒輪，傳感絲核，移動滑塊和固定機座。③測力部分：包括500mg拉力傳感器，微波放大器和支架。④記錄部分：包括調(diào)壓器和存儲示波器。

3 法和步驟

3．1 將支架、托槽和各種弓絲用酒精棉擦凈吹干并將組裝好的支架放于一水平玻璃板上，按事先畫好的中心線將自鎖托槽固定在支架前方，使其中心與支架中心相吻合。

3．2 取0.016Ni－Ti弓絲沿支架中心線將其一端穿入托槽后方傳感器上的微孔中，擰緊螺絲，以便壓緊弓絲，確保弓絲另一端位于托槽槽溝中心。

3．3 將上述弓絲游離端納入自鎖托槽槽溝內(nèi)，取一段結(jié)扎絲，順時針旋轉(zhuǎn)6圈，將弓絲固定在槽溝內(nèi)。

3．4 旋轉(zhuǎn)電機令固定好的弓絲處于松弛狀態(tài)。打開已連接好的示波器，旋轉(zhuǎn)電機并使其以1mm/min的速度拉動傳感器，繼而將拉力傳導至弓絲上，通過傳感器上的放大器可將受力情況顯示在示波器上。

3．5 觀察示波器上的波形，在拉動過程初始階段，可見曲線逐漸上升，達到最高值，在弓絲被拉動的一瞬間，曲線突然下降形成一個波峰，記錄下峰值和波形圖。更換弓絲和托槽，重復(fù)上述實驗，共得出200組數(shù)據(jù)。

3．6 統(tǒng)計學處理：將數(shù)據(jù)錄入SPSS10.0計算機軟件系統(tǒng)進行統(tǒng)計學分析。

4 結(jié)果

4．1 在其他條件相同的情況下，無論與哪種弓絲組合，翼結(jié)扎托槽的摩擦力均遠大于自鎖托槽，二者有極高度顯著性差異，P＜0.001。(見表1)

4．2 無論與哪種托槽組合，Ni－Ti絲與澳絲和不銹鋼方絲進行比較，其摩擦力遠大于澳絲和不銹鋼方絲。呈現(xiàn)極高度顯著性差異，P＜0.001；澳絲與不銹鋼方絲進行比較，方絲的摩擦力遠大于澳絲的摩擦力，二者有高度顯著性差異，P＜0.01。(見表2)

5 討論

實驗原理：滑塊在微電機的驅(qū)動下，沿滑道做勻速直線運動(平移)，通過緊固螺釘拖動拉力傳感器，使另一端結(jié)扎在托槽內(nèi)的弓絲受拉移動，摩擦力也隨之產(chǎn)生，再通過放大器將所產(chǎn)生的信號放大，并將拉力變化的這一動態(tài)過程(即規(guī)律)由存儲示波器顯示記錄出來(即結(jié)果)，以此來表示弓絲與托槽接觸面之間摩擦力的變化規(guī)律。更換不同托槽及弓絲，完成測試比較。

在摩擦力實驗中，從微電機拉動弓絲開始，示波器上的波形是逐漸上升的，這是摩擦力逐漸增大的過程。當波形上升到最高峰，即弓絲剛剛移動的一剎那，波形迅速下降，出現(xiàn)一個波峰，這個波峰的值就是最大靜摩擦力的值，也是本實驗所求的摩擦力值。

弓絲直徑不完全均勻：在摩擦力實驗過程中，我們將拉力傳感器上所得的力值，通過放大器放大后，由示波器顯示出來。為節(jié)省時間并取得更多數(shù)值，可在一根弓絲上連續(xù)多次做上述實驗，即取得一個波峰值后，將微電機停下，稍微后退弓絲，再開動微電機重新拉動弓絲，如此反復(fù)多次進行實驗，即可在一根弓絲上做出多組數(shù)據(jù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在其他條件相同的情況下，一根弓絲的不同階段所得的數(shù)據(jù)不盡相同。由此可見，弓絲各部位直徑或拋光程度并非完全均勻，其存在的差異導致了摩擦力值也略有差異。

摩擦力的大小與很多因素如：托槽與弓絲的材質(zhì)、托槽寬度、弓絲截面寬度、托槽與弓絲之間的粗糙度、二者之間的角度、結(jié)扎方式等有關(guān)，但此文章主要鑒證新研制托槽的低摩擦性能，因此在實驗中并未考慮諸多因素。而且在此基礎(chǔ)上更完善的國產(chǎn)自鎖托槽正在研制中。