牙齿矫正原理学（Orthodontic Biomechanics）是正畸学的核心基础，它研究牙齿如何在持续、轻柔的生物力作用下，通过牙周组织的改建而移动到理想位置，最终实现咬合功能、面部美观和口腔健康的统一。
其核心原理可以概括为以下几个关键方面：
牙齿移动的生物力学基础
- 力的来源与传递：
- 矫治器： 固定矫治器（如托槽、弓丝）、活动矫治器、隐形矫治器等是力的施加者。
- 支抗： 提供反作用力的基础（如其他牙齿、颅骨、种植体）,支抗设计是矫正成功的关键。
- 力的大小与方向： 施加的力必须轻柔（通常在50-200克范围内）、持续、方向精确，过大的力会导致牙根吸收、骨坏死；过小的力则无效；间歇性力效果不如持续力好。
- 牙齿移动的类型： 根据力的方向和牙齿与颌骨的关系，牙齿移动可分为多种类型：
- 倾斜移动： 最常见的移动方式，牙冠和牙根朝相反方向移动（如唇向/舌向移动）。
- 整体移动： 牙齿作为一个整体平移（如近远中移动），牙根和牙冠移动方向相同，需要更复杂的力系统（如摇椅弓、转矩控制）。
- 旋转移动： 牙齿围绕其长轴旋转。
- 压低移动： 牙齿垂直向牙槽骨内移动。
- 伸长移动： 牙齿垂直向牙槽骨外移动。
- 转矩控制： 在三维空间内精确控制牙根的唇舌向/近远中向位置（尤其在隐形矫治和精细调整阶段至关重要）。
牙齿移动的生物学基础（牙周组织改建）
这是牙齿矫正得以实现的核心生物学机制：
- 牙周组织结构：
- 牙周膜： 位于牙根和牙槽骨之间，富含血管、神经、成纤维细胞、成骨细胞、破骨细胞等,它是牙齿移动的感受器和效应器。
- 牙槽骨： 包绕牙根的硬组织,由骨皮质和骨松质构成。
- 牙骨质： 覆盖牙根表面的硬组织。
- 牙龈： 覆盖牙槽骨和牙颈部的软组织。
- 牙齿移动的生物学过程（压力侧与张力侧）：
- 施加持续轻力后：
- 压力侧：
- 血管受压，局部组织缺血、缺氧。
- 局部组织液压力升高。
- 刺激破骨细胞的活化和聚集。
- 破骨细胞吸收压迫侧的牙槽骨和牙骨质（骨吸收）。
- 牙齿向压力侧移动。
- 张力侧：
- 血管扩张,血流量增加。
- 局部组织液压力降低。
- 刺激成骨细胞和成纤维细胞的活化和增殖。
- 成骨细胞在远离牙根的牙槽骨内沉积新骨（骨形成）。
- 成纤维细胞在牙根表面和牙周膜内产生新的胶原纤维（胶原纤维重建），将牙齿“固定”在新位置。
- 压力侧：
- 牙根尖孔的作用： 牙根尖孔内的牙髓组织对压力敏感，过大的力或移动速度过快可能导致牙髓坏死,轻柔持续的力通常不会影响牙髓活力。
- 施加持续轻力后：
- 改建过程的特点：
- 缓慢进行： 牙周组织改建是一个缓慢的生物过程，需要时间（通常以月为单位）,这就是矫正需要较长时间的原因。
- 动态平衡： 压力侧的骨吸收和张力侧的骨形成是同时发生的动态过程,共同维持牙齿移动。
- 个体差异： 改建速度受年龄、健康状况、骨密度、遗传因素等影响。
关键生物力学原则
- 轻力原则： 这是矫正成功的基石，力的大小必须控制在牙周组织能够安全改建的范围内,避免组织损伤。
- 持续力原则： 持续的力比间歇性的力更有效，能更稳定地引导组织改建，矫治器的设计（如弹性结扎、自锁托槽、隐形矫治器的附件）都旨在维持力的持续性。
- 控制性原则： 力的方向、大小、作用点必须精确控制，以实现预期的牙齿移动类型（如整体移动、转矩控制），避免产生不利的副作用（如支抗丧失、牙根吸收）。
- 支抗原则： 支抗是抵抗矫治力的基础，支抗设计必须考虑：
- 支抗强度： 能承受多大的反作用力。
- 支抗类型： 颌内支抗（同颌内牙齿）、颌间支抗（上下颌间）、颌外支抗（头帽等）、种植体支抗（微型种植钉）。
- 支抗控制： 防止支抗单位发生不希望移动的策略（如增加支抗牙数量、使用强支抗装置、种植体支抗）。
- 三维控制原则： 现代正畸强调在三个维度（近远中、唇舌/颊舌、垂直向）上精确控制牙齿的位置，尤其是牙根的位置（转矩控制）。
影响牙齿移动的因素
- 个体因素： 年龄（青少年改建快）、骨密度、健康状况、口腔卫生、依从性。
- 矫治因素： 力的大小、方向、作用点、持续时间、矫治器类型与设计。
- 牙齿因素： 牙根形态、大小、数目、位置、牙周状况。
- 颌骨因素： 颌骨大小、形态、密度。
牙齿矫正原理学的核心在于理解并应用生物力学原理，通过施加持续、轻柔、精确的矫治力，利用牙周膜中成骨细胞和破骨细胞的活性，在压力侧诱导骨吸收，在张力侧诱导骨形成和胶原纤维重建，从而引导牙齿在牙槽骨中安全、可控地移动到目标位置。支抗设计是确保矫治目标得以实现的关键保障，整个过程是一个复杂、缓慢、个体化的生物学改建过程，需要正畸医生具备深厚的生物力学和生物学知识,进行精心的设计和精细的控制。
