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牙齒矯正 基本原理主要包括 生物力學基礎和生物學基礎 ，生物力學其中比較關鍵的是牙齒矯正的“矯正力”(orthodontic force)。要瞭解矯正力，我們先來瞭解牙齒矯正過程中 牙齒常見的五種基本移動類型。1、冠的傾斜移動 (tipping) ：牙冠受力後，牙以支點為中心，牙冠和牙根的移動方向相反。一般牙支點的位置被認為是在牙根中1/3與根尖1/3的交界處。如圖：

2 、整體移動(bodily movement) ： 牙齒的根和冠平行地向一個方向移動。整體移動是比較難達到的一種移動，因為如果有規則的自由物體，只要外力通過其“重心”便可以平行移動，可是牙齒第一不是規則物體，第二不是自由物體（牙根位於牙窩中），所以只有醫生具有非常好的力學知識配合特定的矯治器才能使牙整體移動。力量直接應用在牙冠上，而且加力的範圍要大一些，防止傾斜移動，矯治力要根據牙根的大小而定。 整體移動牙所需要的力量約大於牙傾斜移動所需力的2倍。

3 、垂直移動(intrusion & extrusion) 指牙齒升高或壓入的移動。拉出的力量應輕柔，否則易造成牙髓壞死；壓入力過大，也容易造成血循環障礙及使牙停止運動。

4 、旋轉移動 (rotation) 是指牙齒以牙長軸為軸而進行旋轉，骨質的改建較緩慢，矯治時間長，旋轉較其他形式的移動更為困難並且易復發，矯枉過正是防止旋轉復發的一種好方法。

5 、控根移動（轉矩移動torque） 主要為根的傾斜移動，冠的移動較少（牙根移動，限制牙冠移動）。臨床上不可能直接加力於牙根上，往往在牙冠上使用力偶用以達到轉矩移動的目的。這種類型的移動如不小心，牙根尖的吸收和牙髓壞死的危險是很大的。

以上為牙齒移動的五中基本類型，臨床上往往根據患者的情況（或者根據醫生所使用的技術，或者在矯正的不同階段）使用不同的牙齒移動方式。

我們知道，自由物體往往有一個“重心”，如果加的力通過“重心”，物體便是平行移動，如果不是便是轉動。那牙齒也有類似的“重心”嗎？

牙齒矯正 原理之矯正力介紹（二）

在說明“矯正力”之前必須先瞭解幾個概念。

1 、 力(force) ：力不會憑空產生。依牛頓定律,一旦有作用力及有反作用力，且大小相等，方向相反。在矯正過過程中，醫生不僅要考慮力的大小，同時也要考慮反作用力！

2 、力矩和力偶 (force couples) ：力矩：為使物體轉動時力和力臂的乘積。力偶：作用於物體上的兩個力，其大小相等，方向相反，且不在同一直線上，同時兩個力是相互平行的。這樣組成的力系統稱為力偶。力偶距：力偶距等於其中一個力乘力偶臂。

3 、阻抗中心 (center of resistance) ：在自由空間中物體的阻抗中心就是它的質心。在重力場中它就是重心。

4 、旋轉中心 ：物體在外力作用下形成轉動時所圍繞的中心稱為旋轉中心。

瞭解了這些基本概念，我接下來應該來瞭解一個比較複雜的概念了，那就是牙移動的阻抗中心和旋轉中心！阻抗中心和旋轉中心是兩個不同的概念。儘管在矯正治療中牙移動的類型有五種： 傾斜移動、整體移動、垂直移動、旋轉移動和控根移動 等，雖然看起來很複雜，但從力學觀點其實只有兩種最基本方式：就是 平動和轉動 ，這兩種方式取決於阻抗中心和旋轉中心的位置關係。

① 平動：當意外力力線通過牙的阻抗中心時，牙產生平動，此時旋轉中心距阻抗中心無窮遠。

② 轉動：當一力偶以阻抗中心為圓心，在對應的等距離處相反方向作用於牙體時，牙產生轉動，此時旋轉中心在阻抗中心處。

任何一物體其本身都有其品質中心，也就是重心。一個自由體如果沒有其他阻力，其移動取決於外力的作用線至重心的關係。牙較為複雜，除了本身的品質外，牙通過牙周纖維與牙槽相連，因此牙移動時受到上述兩者的阻力。

牙根表面不同部位的阻力不是均勻一致的，尤其是不同的牙移動類型，其支援組織的反應也不盡相同。牙的阻抗中心與牙根的幾何中心基本上相一致， 單根牙阻抗中心在牙長軸上近牙槽脊端，約為根長的1/2至1/3之間；多根牙阻抗中心在根分叉附近往根尖方向1mm～2mm處。 其位置隨牙根長度而變化，與力的大小無關；計算阻抗中心的位置的公式： Y=3/5h （h為根長）。以單根牙牙根長軸為縱坐標，其阻抗中心點Y的位置為距牙槽脊頂2/5根長處，距根尖3/5處。牙的轉動中心就是在牙移動過程中相對不動的點，牙轉動中心是隨矯治力的作用點、作用方式而改變的。

臨床上任何類型的牙移動都可由單純的平動和單純的轉動組合而成為複合類型牙移動；因單純的平動由經過牙阻抗中心的力（F）產生，單純的轉動由單純的力偶矩（M）產生，所以經過牙阻抗中心的力加上單純的力偶矩就等於複合型牙移動，由此可見F和M的變化會影響牙移動的類型。如移動中切牙向遠中時，由於其阻抗中心在牙根齦2/5與根3/5交界處，在牙冠上加力只能產生傾斜移動，如果需平移，則必須在牙冠再加一反向力偶矩，方絲弓托槽的槽溝壁就可產生反向力偶，使中切牙向遠中整體移動，力偶矩=力×力線至阻抗中心的垂直距離。

力偶矩與力的比率導致轉動中心的改變，從而決定牙的移動方式，即M/F決定牙的移動方式；應注意力偶矩的方向應與阻抗中心處力偶矩方向相反。舉例說明：在臨床上不能把力直接加在阻抗中心，而只能加在牙冠上托槽的某一點，見圖6-5A托槽溝與阻抗中心的垂直距離為8mm，希望阻抗中心處的力為150gm，根據等值力系統，托槽處的力系統必須使之與阻抗中心處無力矩的力學系統等值, 在托槽處加150gm的力，則該圖中在阻抗中心處除了有150gm的力外，還產生150gm×8mm=1200gm.mm的力矩，欲使阻抗中心的力矩等於零，則必須加上一個逆時針方向的1200gm.mm力矩，因此在托槽處加150gm力值，再加一個負（逆時針方向）1200gm.mm力矩，這樣便可產生牙整體移動的效果。

當所加的力矩1000gm.mm小於1200gm.mm 時，則阻抗中心尚有200gm.mm力矩，此時牙整體移動+轉動,牙冠移動大於根尖移動，轉動中心位於阻抗中心的根尖方向，反之，如力矩為1400gm.mm>1200gm.mm，則阻抗中心處尚有逆時針方向的力矩200gm.mm，則轉動中心在阻抗中心的合方，根尖移動大於冠移，牙產生整體移動及轉動。因此，轉動中心的位置依賴於M/F的比率，通過調整比率可控制牙移動的類型；此乃阻抗中心在一定的情況下才能實現。如果因牙周圍的約束環境變化而導致阻抗中心位置改變，即使M/F比率是一樣的，但轉動中心的位置是不同的。

總上，牙齒矯正的“矯正力”理論是比較複雜的，其實臨床往往比這更複雜，因為有個體化的差異，多種作用力共同作用以及患者一直在功能運動中，使力學系統變得更為複雜，目前，全世界對“矯正力”力學系統研究也在逐步深入。