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(xué)領(lǐng)域爭(zhēng)論較多的一個(gè)問(wèn)題。Dermaut等[1]研究表明，當(dāng)力作用于物體阻力中心時(shí)，物體將發(fā)生平動(dòng)，否則將發(fā)生平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。目前，國(guó)內(nèi)外多數(shù)學(xué)者認(rèn)為牙體、牙弓及頜骨存在阻力中心，但其位置存在爭(zhēng)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(guó)內(nèi)外有大量的文獻(xiàn)對(duì)牙體阻力中心做過(guò)報(bào)道。Christiansen等[2]將單根牙的牙根形態(tài)抽象為拋物線，認(rèn)為牙根的阻力中心位于從牙嵴頂至根尖全長(zhǎng)的40%處。Davidian 等[3]通過(guò)建立二維模型，計(jì)算出牙體的阻力中心位于從根尖到牙槽嵴頂?shù)?6%～61%處，進(jìn)而，Burstone等[4]建立了三維模型，利用激光全息干涉法，發(fā)現(xiàn)阻力中心位于牙長(zhǎng)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(jié)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(jì)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(zhì)和定位經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的過(guò)程，20世紀(jì)初，人們認(rèn)為牙體的旋轉(zhuǎn)中心直接影響牙體受力后的移動(dòng)趨勢(shì)，因?yàn)檠荔w傾斜移動(dòng)總是圍繞旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生的，但對(duì)旋轉(zhuǎn)中心性質(zhì)的研究卻很少。20世紀(jì)60年代的研究發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)中心并不穩(wěn)定，也很難發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)中心與作用力有直接的關(guān)系。20世紀(jì)90年代的研究發(fā)現(xiàn)，阻力中心才是決定牙體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的關(guān)鍵，并對(duì)阻力中心的性質(zhì)及位置進(jìn)行了深入的研究探討，并且區(qū)分了阻力中心與轉(zhuǎn)動(dòng)中心的概念。因而，牙齒的阻力中心位置與外力力線的關(guān)系，直接影響牙體受力后的移動(dòng)趨勢(shì)[8]。在臨床上，牙齒阻力中心的位置與牙根的形態(tài)和長(zhǎng)度、牙槽嵴高度及牙根表面牙周膜的分布密切相關(guān)，Geramy[9]通過(guò)建立上頜中切牙的三維有限元模型，設(shè)計(jì)牙槽骨喪失1～8mm，發(fā)現(xiàn)隨著牙槽骨喪失增加，M/F比增大才能使牙整體移動(dòng)，牙體阻力中心和轉(zhuǎn)動(dòng)中心向根尖移動(dòng)，而且阻力中心與牙槽嵴頂?shù)木嚯x越來(lái)越小。所以，在臨床實(shí)踐中應(yīng)根據(jù)患者的具體情況綜合考慮，準(zhǔn)確評(píng)估牙阻抗中心的位置，才能使牙高效移動(dòng)。

2 上頜復(fù)合體及上頜牙弓阻力中心的研究及臨床意義

2.1上頜復(fù)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(fù)合體的阻力中心在顴頜縫的中點(diǎn)偏上。劉福祥等[7]通過(guò)激光全息干涉計(jì)量研究認(rèn)為，上頜復(fù)合體的阻力中心在水平牽引時(shí)位于牙合平面上50mm處，即眶上、下緣連線的中點(diǎn)，斜牽引時(shí)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(shí)，位于第一磨牙的垂線上。Tanne 等[11]研究認(rèn)為鼻上頜復(fù)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(guò)對(duì)頭顱骨建立三維有限元模型，將頭顱骨劃分成2918個(gè)節(jié)點(diǎn)和1776個(gè)固定單元，當(dāng)作用第一磨牙的力的范圍在與牙合平面成-45°～-30°時(shí)，鼻上頜復(fù)合體近似平移，故可認(rèn)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(biāo)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(fù)合體的阻力中心的三維坐標(biāo)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?yàn)?37°時(shí)，牽引線既經(jīng)過(guò)上頜復(fù)合體的阻力中心，也經(jīng)過(guò)上頜牙弓的阻力中心。

2.2上頜復(fù)合體及上頜牙弓阻力中心的臨床意義：在各類錯(cuò)牙合畸形中，很大部分是由于上頜骨的發(fā)育不足或過(guò)度所致，而上頜復(fù)合體的矯形治療是針對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育期患者骨性畸形矯治的主要手段之一。為了能達(dá)到良好的矯治效果，了解上頜復(fù)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(fù)合體及上頜牙弓阻力中心的位置關(guān)系，將會(huì)產(chǎn)生以下三種不同的效果[13]：①作用力同時(shí)經(jīng)過(guò)上頜牙弓及上頜復(fù)合體的阻力中心，兩者將發(fā)生平動(dòng)；②作用力經(jīng)過(guò)上頜牙弓及上復(fù)合體阻力中心同側(cè)，兩者將發(fā)生同向逆時(shí)或順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；③作用力經(jīng)過(guò)上頜牙弓及上頜復(fù)合體阻力中心之間，兩者將發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)。由于上頜復(fù)合體及上頜牙弓阻力中心的存在，力的不同作用點(diǎn)和不同作用方向?qū)⒁鸾M織運(yùn)動(dòng)的不同，所以，在臨床上中針對(duì)不能產(chǎn)生上頜逆時(shí)旋轉(zhuǎn)的患者，應(yīng)采用向前下30°的牽引，而對(duì)上頜需要逆時(shí)旋轉(zhuǎn)的患者，應(yīng)采用與牙合平面平行或向上的牽引；針對(duì)深覆牙合及上頜順旋者，應(yīng)采用向后上30°以上的牽引力，而對(duì)開(kāi)牙合及需要順旋者，應(yīng)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(yīng)力分析法，測(cè)定四個(gè)上切牙段的阻力中心位于正中矢狀面上、中切牙唇側(cè)牙槽嵴頂舌側(cè)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(rèn)為4個(gè)上切牙和6個(gè)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(yīng)器對(duì)2例患者上前牙進(jìn)行分析，認(rèn)為：2個(gè)切牙組、4個(gè)上切牙和6個(gè)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(gè)切牙組與四個(gè)切牙組差距不明顯。Choy等[17]通過(guò)對(duì)上前牙段在水平力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)中心的變化，用數(shù)學(xué)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(duì)上頜前牙建模，并對(duì)其垂直向定位，認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)大小的上頜6個(gè)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(duì)戴有雙J形內(nèi)收裝置及配合腭側(cè)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(guò)三維有限元研究認(rèn)為，當(dāng)上前牙區(qū)軸傾度及牙槽骨高度正常時(shí)，隨著前牙數(shù)目增多，阻力中心也向遠(yuǎn)中移動(dòng)，有以下三種情況：①兩個(gè)前牙組，阻力中心位于側(cè)切牙托槽近中1/3區(qū)域；②2、4個(gè)前牙組，阻力中心位于側(cè)切牙與尖牙托槽之間遠(yuǎn)中2/3區(qū)域；③3、6個(gè)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(guò)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(guān)，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(cè)切牙托槽遠(yuǎn)中舌向6mm處；②當(dāng)前牙唇傾度增加10°、20°、30°時(shí)，阻力中心分別位于側(cè)切牙托槽遠(yuǎn)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(cè)切牙托槽遠(yuǎn)中舌向10mm處；②當(dāng)前牙唇傾度增加10°、20°、30°時(shí)，阻力中心分別位于側(cè)切牙托槽遠(yuǎn)中舌向13mm、15mm、18mm處。該研究得出，在作用力通過(guò)阻力中心時(shí)，牙周膜也受到壓應(yīng)力，隨著前牙唇度增加，牙周膜內(nèi)應(yīng)力分布變得更為復(fù)雜。根據(jù)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(shí)，力矩將會(huì)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(lián)成整體，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，每個(gè)牙的阻力中心卻不同，在此研究基礎(chǔ)上，Reimann認(rèn)為前牙段整體存在阻力中心的傳統(tǒng)觀念是不對(duì)的，治療設(shè)計(jì)不能以此為依據(jù)。張棟梁等[23]基于Jang的阻力中心研究，發(fā)現(xiàn)在整體內(nèi)收上前牙的過(guò)程中，上前牙以整體移動(dòng)為主，伴隨著少量的傾斜移動(dòng)，分析傾斜的原因可能與牙根長(zhǎng)度和形態(tài)、初始轉(zhuǎn)矩、牙槽骨高度及肌功能因素有關(guān)，因此，對(duì)阻力中心位置還需進(jìn)一步研究。

3.2前牙區(qū)阻力中心研究的臨床意義：微笑時(shí)上頜前方牙齦暴露過(guò)多（通常大于2mm），為露齦笑[24]，針對(duì)上前牙區(qū)牙槽骨垂直發(fā)育過(guò)度原因造成的露齦笑病例，一直是正畸矯治的重點(diǎn)和難點(diǎn)[25]，在正畸臨床上常將前牙段作為一個(gè)移動(dòng)整體，而其移動(dòng)方向和移動(dòng)方式受力的作用線與阻力中心位置關(guān)系決定，只有通過(guò)阻力中心的力才能整體移動(dòng)前牙，而在臨床上力線很難通過(guò)前牙段阻力中心，在壓低過(guò)程中上前牙必然唇傾，黃曉等[26]通過(guò)研究驗(yàn)證了這點(diǎn)，并認(rèn)為在側(cè)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(shí)，先內(nèi)收前牙至正常唇傾度、末端回彎，給予遠(yuǎn)中牽引力（如：II類牽引、頜內(nèi)牽引、T形曲）等措施可以控制壓低過(guò)程的前牙唇傾。在正畸治療技術(shù)中，滑動(dòng)法關(guān)閉間隙時(shí)，通過(guò)改變種植釘?shù)奈恢眉扒把罓恳^和LeverArm的高度，即可控制牙的移動(dòng)方式[27]，其理論和操作基礎(chǔ)即前牙段阻力中心的定位。同時(shí)，Kim 等[21]研究表明，作用力通過(guò)阻力中心， 牙周膜內(nèi)的應(yīng)力分布較均勻，牙槽嵴頂和根尖處因應(yīng)力集中引起的牙根吸收的可能性減小。

綜上所述，關(guān)于阻力中心的研究方法從靜息到動(dòng)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(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及研究對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)的介定等因素，研究結(jié)果存在不一致，因此，臨床正畸醫(yī)生應(yīng)該結(jié)合患者個(gè)體牙，牙合及頜面的外形，組織結(jié)構(gòu)，骨面型等綜合分析，使之科學(xué)地指導(dǎo)臨床實(shí)踐。由于下頜骨的特點(diǎn)，目前有關(guān)下頜骨，下頜牙弓的阻力中心的研究報(bào)道極少見(jiàn)，相信不遠(yuǎn)的將來(lái)，將會(huì)有更多的正畸基礎(chǔ)研究揭示下頜牙弓、下頜骨的阻力中心位置，并服務(wù)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(yáng)利