牙體牙弓頜骨阻力中心及其臨床意義

蔣均紅 劉新慶

牙體、牙弓及頜骨的阻力中心在正畸矯治力系統(tǒng)中具有重要的意義，也是正畸學領域爭論較多的一個問題。Dermaut等[1]研究表明，當力作用于物體阻力中心時，物體將發(fā)生平動，否則將發(fā)生平動和轉動的復合運動。目前，國內外多數學者認為牙體、牙弓及頜骨存在阻力中心，但其位置存在爭議。本文就牙體、牙弓及頜骨的阻力中心及其臨床意義作一綜述。

1 牙體阻力中心位置的研究及臨床意義

1.1牙體阻力中心位置研究：國內外有大量的文獻對牙體阻力中心做過報道。Christiansen等[2]將單根牙的牙根形態(tài)抽象為拋物線，認為牙根的阻力中心位于從牙嵴頂至根尖全長的40%處。Davidian 等[3]通過建立二維模型，計算出牙體的阻力中心位于從根尖到牙槽嵴頂的56%～61%處，進而，Burstone等[4]建立了三維模型，利用激光全息干涉法，發(fā)現阻力中心位于牙長軸頸1/3處。Dermaut等[5]用散斑干涉法研究頭顱骨上頜第一磨牙，以人工材料模擬牙周膜，結果為：第一磨牙的阻力中心約位于根分叉稍近牙合處。Tanne等[6]用三維有限元模型計算出上頜中切牙的阻力中心位于牙槽嵴頂至根尖的齦方24%處。而早期二維模型的研究中，阻力中心的位置分別為40%及52%，在用三維模型的研究中，阻力中心位于33%，隨著模型的改善，其阻力中心更向牙合方靠近。劉福祥等[7]采用激光全息干涉法研究，表明上頜單根牙的阻力中心位于頸1/3處。

1.2牙體阻力中心的臨床意義：牙體阻力中心的性質和定位經過了漫長的過程，20世紀初，人們認為牙體的旋轉中心直接影響牙體受力后的移動趨勢，因為牙體傾斜移動總是圍繞旋轉中心產生的，但對旋轉中心性質的研究卻很少。20世紀60年代的研究發(fā)現，旋轉中心并不穩(wěn)定，也很難發(fā)現旋轉中心與作用力有直接的關系。20世紀90年代的研究發(fā)現，阻力中心才是決定牙體運動趨勢的關鍵，并對阻力中心的性質及位置進行了深入的研究探討，并且區(qū)分了阻力中心與轉動中心的概念。因而，牙齒的阻力中心位置與外力力線的關系，直接影響牙體受力后的移動趨勢[8]。在臨床上，牙齒阻力中心的位置與牙根的形態(tài)和長度、牙槽嵴高度及牙根表面牙周膜的分布密切相關，Geramy[9]通過建立上頜中切牙的三維有限元模型，設計牙槽骨喪失1～8mm，發(fā)現隨著牙槽骨喪失增加，M/F比增大才能使牙整體移動，牙體阻力中心和轉動中心向根尖移動，而且阻力中心與牙槽嵴頂的距離越來越小。所以，在臨床實踐中應根據患者的具體情況綜合考慮，準確評估牙阻抗中心的位置，才能使牙高效移動。

2 上頜復合體及上頜牙弓阻力中心的研究及臨床意義

2.1上頜復合體及上頜牙弓阻力中心的研究：Teuscher[10]提出上頜牙弓的阻力中心位于上頜第一、第二前磨牙牙根之間的根尖1/2處，上頜復合體的阻力中心在顴頜縫的中點偏上。劉福祥等[7]通過激光全息干涉計量研究認為，上頜復合體的阻力中心在水平牽引時位于牙合平面上50mm處，即眶上、下緣連線的中點，斜牽引時位于后上30°方向上；上頜牙弓的阻力中心在水平牽引位于牙合平面上25～35mm處，接近眶下孔，垂直牽引時，位于第一磨牙的垂線上。Tanne 等[11]研究認為鼻上頜復合體的阻力中心位于第一磨牙斜向下-45°～-30°方向的牽引線附近，該研究通過對頭顱骨建立三維有限元模型，將頭顱骨劃分成2918個節(jié)點和1776個固定單元，當作用第一磨牙的力的范圍在與牙合平面成-45°～-30°時，鼻上頜復合體近似平移，故可認為阻力中心在此范圍。趙志河等[12]采用三維有限元法表明：上頜牙弓阻力中心的三維坐標位置為（0，20.1，14.7）即在正中矢狀面上，高度約在雙尖牙根尖，前后位置在第二雙尖牙。上頜復合體的阻力中心的三維坐標位置為（0，17.6，16.6）即在正中矢狀面上，高度在梨狀孔下緣，前后位置在第二雙尖牙和第一磨牙之間，在牽引方向為-37°時，牽引線既經過上頜復合體的阻力中心，也經過上頜牙弓的阻力中心。

2.2上頜復合體及上頜牙弓阻力中心的臨床意義：在各類錯牙合畸形中，很大部分是由于上頜骨的發(fā)育不足或過度所致，而上頜復合體的矯形治療是針對生長發(fā)育期患者骨性畸形矯治的主要手段之一。為了能達到良好的矯治效果，了解上頜復合體及上頜牙弓阻力中心的確切位置是必要的。在臨床上，不同的矯形力與上頜復合體及上頜牙弓阻力中心的位置關系，將會產生以下三種不同的效果[13]：①作用力同時經過上頜牙弓及上頜復合體的阻力中心，兩者將發(fā)生平動；②作用力經過上頜牙弓及上復合體阻力中心同側，兩者將發(fā)生同向逆時或順時針旋轉；③作用力經過上頜牙弓及上頜復合體阻力中心之間，兩者將發(fā)生相對旋轉。由于上頜復合體及上頜牙弓阻力中心的存在，力的不同作用點和不同作用方向將引起組織運動的不同，所以，在臨床上中針對不能產生上頜逆時旋轉的患者，應采用向前下30°的牽引，而對上頜需要逆時旋轉的患者，應采用與牙合平面平行或向上的牽引；針對深覆牙合及上頜順旋者，應采用向后上30°以上的牽引力，而對開牙合及需要順旋者，應采用與牙合平面平行或向下的牽引角。

3 上下頜前牙段阻力中心研究及臨床意義

3.1上下頜前牙段阻力中心的研究： Matsui等[14]利用光彈應力分析法，測定四個上切牙段的阻力中心位于正中矢狀面上、中切牙唇側牙槽嵴頂舌側4.0mm、根方6.0mm處。Vanden 等[15]利用人類顱骨模型及激光干涉法，認為4個上切牙和6個上前牙的阻力中心分別位于正中矢狀面上、中切牙鄰面牙槽嵴頂根方5.0mm和7.0mm位置。Yoshida 等[16]使用磁感應器對2例患者上前牙進行分析，認為：2個切牙組、4個上切牙和6個上前牙的阻力中心分別位于距中切牙切緣14.5mm、14.7mm和13.7mm處，兩個切牙組與四個切牙組差距不明顯。Choy等[17]通過對上前牙段在水平力作用下轉動中心的變化，用數學模型法分析得出上前牙的阻力中心位于中切牙切緣根方14.5mm。蘇杰華等[18]利用三維有限元法對上頜前牙建模，并對其垂直向定位，認為標準大小的上頜6個前牙的阻力中心垂直向上位于中切牙切緣齦方約14mm。Jang等[19]對戴有雙J形內收裝置及配合腭側微種植支抗的上前牙建立三維有限元模型，得出上前牙的阻力中心位于中切牙之間、切緣根方12.2mm處，并且切端和根尖到阻力中心所在平面的距離比為1.8：1。Ha MH 等[20]通過三維有限元研究認為，當上前牙區(qū)軸傾度及牙槽骨高度正常時，隨著前牙數目增多，阻力中心也向遠中移動，有以下三種情況：①兩個前牙組，阻力中心位于側切牙托槽近中1/3區(qū)域；②2、4個前牙組，阻力中心位于側切牙與尖牙托槽之間遠中2/3區(qū)域；③3、6個前牙組，阻力中心位于兩第一前磨牙托槽中間區(qū)域。Kim 等[21]通過三維有限元研究表明，前牙段的阻力中心與前牙的唇傾度密切相關，不同的前牙唇傾度，上頜前牙的阻力中心情況如下：①在正常的唇傾度下，阻力中心位于側切牙托槽遠中舌向6mm處；②當前牙唇傾度增加10°、20°、30°時，阻力中心分別位于側切牙托槽遠中舌向9mm、12 mm、16mm處。下頜前牙的阻力中心情況如下：①在正常的唇傾度下，阻力中心位于側切牙托槽遠中舌向10mm處；②當前牙唇傾度增加10°、20°、30°時，阻力中心分別位于側切牙托槽遠中舌向13mm、15mm、18mm處。該研究得出，在作用力通過阻力中心時，牙周膜也受到壓應力，隨著前牙唇度增加，牙周膜內應力分布變得更為復雜。根據此研究可以看出，前牙唇傾度越大，前牙段阻力中心越靠后，垂直向受力時，力矩將會變大。然而，Reimann等[22]的研究表明，在三維有限元模式下，盡管有剛性較大的弓絲將前牙聯成整體，在運動過程中，每個牙的阻力中心卻不同，在此研究基礎上，Reimann認為前牙段整體存在阻力中心的傳統(tǒng)觀念是不對的，治療設計不能以此為依據。張棟梁等[23]基于Jang的阻力中心研究，發(fā)現在整體內收上前牙的過程中，上前牙以整體移動為主，伴隨著少量的傾斜移動，分析傾斜的原因可能與牙根長度和形態(tài)、初始轉矩、牙槽骨高度及肌功能因素有關，因此，對阻力中心位置還需進一步研究。

3.2前牙區(qū)阻力中心研究的臨床意義：微笑時上頜前方牙齦暴露過多（通常大于2mm），為露齦笑[24]，針對上前牙區(qū)牙槽骨垂直發(fā)育過度原因造成的露齦笑病例，一直是正畸矯治的重點和難點[25]，在正畸臨床上常將前牙段作為一個移動整體，而其移動方向和移動方式受力的作用線與阻力中心位置關系決定，只有通過阻力中心的力才能整體移動前牙，而在臨床上力線很難通過前牙段阻力中心，在壓低過程中上前牙必然唇傾，黃曉等[26]通過研究驗證了這點，并認為在側切牙與尖牙之間壓力與前牙阻力中心距離最近。并證明在壓低前牙時，先內收前牙至正常唇傾度、末端回彎，給予遠中牽引力（如：II類牽引、頜內牽引、T形曲）等措施可以控制壓低過程的前牙唇傾。在正畸治療技術中，滑動法關閉間隙時，通過改變種植釘的位置及前牙牽引鉤和LeverArm的高度，即可控制牙的移動方式[27]，其理論和操作基礎即前牙段阻力中心的定位。同時，Kim 等[21]研究表明，作用力通過阻力中心， 牙周膜內的應力分布較均勻，牙槽嵴頂和根尖處因應力集中引起的牙根吸收的可能性減小。

綜上所述，關于阻力中心的研究方法從靜息到動態(tài)，從二維到三維，從激光全息干涉到三維有限元建模，然而由于人類牙、牙合、頜面組織結構的復雜性，以及研究對象標準的介定等因素，研究結果存在不一致，因此，臨床正畸醫(yī)生應該結合患者個體牙，牙合及頜面的外形，組織結構，骨面型等綜合分析，使之科學地指導臨床實踐。由于下頜骨的特點，目前有關下頜骨，下頜牙弓的阻力中心的研究報道極少見，相信不遠的將來，將會有更多的正畸基礎研究揭示下頜牙弓、下頜骨的阻力中心位置，并服務于臨床。

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[收稿日期]2013-02-20 [修回日期]2013-03-26

編輯/李陽利