正畸用颊侧多曲簧双侧矫治力的实验研究

刘潇遥 王培军 徐实谦 侯录 逯荫 徐舰

摘 要：目的 研究颊侧多曲簧矫治器开闭口过程中双侧应力值变化及规律。方法 应用双侧颊侧多曲簧空间三维测力仪模拟开闭口运动，测量并记录颊侧多曲簧矫治器双侧应力值。结果 本实验左右两侧颊侧多曲簧开闭口过程中产生的矫治力存在差异；右侧闭口位时的最大压力均值（302.16±12.14）g，最大开口时的最大拉力均值（171.00±8.12）g；左侧闭口位时的最大压力均值（370.00±10.10）g，最大开口时的最大拉力值（133.40±10.67）g。结论 临床应用中需在患者戴用矫治器前，对两侧颊侧多曲簧进行加力调整；应用过程中需限制患者开口度。

关键词：颊侧多曲簧；矫治器；Ⅲ类错

中图分类号：R783 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.14.024

文章编号：1006-1959（2018）14-0085-04

Abstract：Objective To study the changes and regularities of bilateral stress values during the opening and closing of the buccal multi-curved spring appliance.Methods The bilateral buccal multi-curved spring space three-dimensional force gauge was used to simulate the opening and closing movement，and the bilateral stress values of the buccal multi-curved spring appliance were measured and recorded.Results There is a difference in the orthodontic force generated during the opening and closing of the buccal side of the left and right sides of the experiment；the mean maximum pressure（302.16±12.14）g at the right closed position and the maximum tensile force at the maximum opening（171.00±8.12）g，the maximum pressure（370.00±10.10）g at the left closed position and the maximum pull force at the maximum opening（133.40±10.67）g.Conclusion In clinical application， it is necessary to adjust the force on the buccal side of the two sides before wearing the appliance.The patient's opening degree should be limited during the application.

Key words：Buccal multi-curved spring；Appliance；Type III malocclusion

頰侧多曲簧活动矫治器是由侯录教授于2006年自主研发的新型活动矫治器[1]，可全天戴用，主要用于乳、替牙期AngleⅢ类错牙合畸形[2]。颊侧多曲簧柔和的弹力，通过包绕上、下颌牙列的牙合托，形成颌间交互支抗，作用于上、下颌全牙列，推上颌骨向前促进发育的同时，推下颌骨向后。颊侧多曲簧活动矫治器自研发以来，进行了诸多实验研究，如矫治器应力拐点问题[3-5]的研究，多曲簧疲劳断裂问题[6-8]的研究，矫治器对颞下颌关节的影响[9]，矫治前后软硬组织的改变[10，11]等。本实验主要研究颊侧多曲簧矫治器开闭口过程中双侧应力值变化及规律，进一步完善有关颊侧多曲簧活动矫治器的实验研究。

1材料与方法

1.1研究对象 选择于2015年9月就诊于哈尔滨医科大学附属第二医院口腔正畸科门诊的患者1例，男，13岁，处于生长发育期。经X线头颅侧位片投影测量分析，诊断为安氏Ⅲ类错牙合，SNA=82.5°，SNB=85.0°，ANB=-2.5°；牙列拥挤，上颌牙列拥挤度7.5 mm，下颌牙列拥挤度6 mm。见图1，图2。纳入标准：①双侧第一磨牙为近中关系，前牙反牙合；②否认正畸及正颌外科史；③无颌面部畸形及牙周史，颞下颌关节良好；④全身状况良好，无严重精神疾病和全身其他系统疾病；⑤患者及家属对治疗知情且同意。

1.2实验材料

1.2.1实验设备 双侧颊侧多曲簧空间三维测力仪（图3），专利号：200810064015.9。管式真空电炉，SEM横扫电镜，EDX能谱仪。

1.2.2实验材料 国产医用不锈钢丝，Φ=0.8 mm。颊侧多曲簧胎具，梯形钳，国产自凝牙托粉、牙托水，固位管。

1.3实验方法

1.3.1国产医用不锈钢丝真空加热处理 截取30 mm不锈钢丝100根置于管式真空电炉（图4）中加热，自室温升温至480 ℃，保温30 min，然后自然冷却至室温。全程保持真空状态。

1.3.2电镜观察处理后不锈钢丝及能谱分析

1.3.3颊侧多曲簧的弯制 选取经真空加热处理后的不锈钢丝弯制颊侧多曲簧（图5），多曲弹簧的规格尺寸标准由样规胎具（图6）检测调整，统一规格：H×L=18 mm×26.5 mm。左右两测颊侧多曲簧弯制方法相同，方向相反。

1.3.4颊侧多曲簧的固定 取患者硅橡胶模型，通过扫描经3D打印获得树脂模型。于患者下颌最大后退位取咬合蜡记录，依蜡记录上牙合架。测量左侧上颌尖牙与左侧下颌第一磨牙间的水平距离；右侧同样方法测量。调整双侧颊侧多曲簧空间三维测力仪的模拟上颌端与模拟下颌端的水平距离，使之与患者模型的实测距离相符，将弯制完成的颊侧多曲簧固定在固位管中。

1.4实验内容

1.4.1模拟开闭口运动过程 通过旋转模拟下颌，测力仪可模拟下颌的开闭口运动。将开口运动分为7段进行测量：0 mm（闭口），0～5 mm，0～10 mm，0～15 mm，0～20 mm，0～25 mm，0～30 mm，取五个样件，每组重复实验5次，取平均值。

1.4.2统计学分析 用SPSS19.0软件对数据进行分析，计量资料以（x±s）表示，采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1 SEM电镜与EDX能谱分析 通过电镜可见不锈钢丝的基体组织为单相奥氏体组织，韧性好，比较致密（图7）。由EDX能谱分析可知其成分为0Cr18Ni9。

2.2双侧颊侧多曲簧开口运动应力值比较 开闭口运动过程中，颊侧多曲簧所产生的应力值左侧与右侧差异具有统计学意义（P<0.05），见表1，图 8。

3讨论

3.1左右侧颊侧多曲簧矫治过程中产生矫治力值的差异 本实验是根据患者口内戴用颊侧多曲簧活动矫治器情况进行的仿真模拟实验。该患者由于牙列拥挤，右侧上颌尖牙颊侧位，模型测量右侧上颌尖牙到同侧下颌磨牙的水平距离为右侧25 mm，左侧23 mm。实验结果显示闭口位时，颊侧多曲簧压缩状态下产生最大压应力值右侧小于左侧；开口度为30 mm时，颊侧多曲簧拉伸状态下产生的最大拉力值右侧大于左侧；右侧较左侧先到达拐点。临床中由于发育、拥挤度、牙弓对称性等因素，患者左右两侧的上颌尖牙与同侧下颌第一磨牙的水平距离普遍存在差异，故标准尺寸的颊侧多曲簧固定于两侧固位管后，产生的矫治力也会有差异。距离近的一侧，闭口位时产生的最大矫治力（压力）较大，距离远的一侧闭口位时的最大矫治力（压力）较小。随着开口度的增加，压力逐渐减小，到达拐点，继而转为拉力，再逐渐增大。距离远压力值小的一侧，先到达拐点，继而转变为拉力。最大开口度时，尖牙磨牙间距离远的一侧所产生的最大拉力值较大。

矫治器两侧矫治力值的不对称，如不加以調整，长期作用下即会引起患者下颌偏斜。在患者闭口及小开口，上颌尖牙与同侧下颌磨牙之间的距离较近的一侧，曲簧所产生的推下颌向后的作用力更大，下颌偏向该侧。到达拐点后，尖牙磨牙距离远的一侧先产生拉力，且随着开口度的增大，拉力值大于尖牙磨牙距离近的一侧，使下颌偏向距离近的一侧。

为减少偏颌的发生，固位管的粘接不应拘泥于以往的粘接位置，可根据患者实际牙牙合情况进行调整，使得两侧上下颌固位管间的水平距离相等；或在弯制曲簧时预先调控两侧多曲簧的弹力值。

3.2临床应用中需限制患者开口度 右侧多曲簧在闭口位时产生的最大压应力，作用于下颌产生推下颌向后的矫治效果。闭口持续时间越长，矫治反牙合的效果越佳。随着开口度的增大，压力值逐渐减小，开口度约至12 mm时，应力值为0（拐点），此后继续开口则多曲簧产生拉应力，产生拉下颌向前的矫治效果，对反牙合矫治不利，特别是当开口度达30 mm时，拉力值可达（171.00±8.12）g。所以，临床矫治过程中，限制患者的开口度对矫治有利。

同样，左侧多曲簧在开闭口过程中也存在上述过程。闭口位时，产生的推下颌向后的最大压应力，比闭口位时右侧力值高；开口度约17 mm时，到达拐点（应力值为0），此后产生拉下颌向前的拉应力，开口度为30 mm时，最大拉应力值小于右侧。

对于左右两侧多曲簧在开闭口过程中产生力值的差值，需在患者带入口内前进行多曲簧的加力调整，或固位管的位置调整，务必使左右两侧的矫治力接近一致后给患者戴用，避免偏颌，同时嘱患者尽量长时间闭口，限制开口，以达到最佳矫治效果。

3.3实验结果的影响因素 本实验所用的颊侧多曲簧均由本人弯制，并经过样规胎具校正，误差较小；测试仪测量记录的数据准确可靠；每组实验由五个样件重复测试5次取平均值，细心操作。但体外实验无法复制口内的温度、湿度、唾液环境等，无法做到与实际口腔环境完全一致。

综上所述，本实验表明：①临床应用中需在患者戴用颊侧多曲簧矫治器前，对两侧颊侧多曲簧进行加力调整：根据患者实际牙齿情况调整固位管的粘接位置，使两侧上下颌固位管之间的水平距离相等；或调整两侧颊侧多曲簧的垂直曲，使两侧多曲簧安装到固位管后所产生的力值相等，使下颌既不左偏也不右偏。②颊侧多曲簧矫治器应用过程中需限制患者开口度。

参考文献：

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收稿日期：2018-5-5；修回日期：2018-5-13

编辑/杨倩