正畸托槽和弓丝的基础知识精要

正畸托槽和弓丝的基础知识精要

编著  [英]西瑞·戴维斯（Ceri Davies）

主审  金作林 冯雪

主译  高洁 秦文 徐悦蓉 叶清馨

固定矫治器由4个部分组成：托槽、弓丝、带环和辅助装置。

01
正畸托槽的基础知识

托槽是固定矫治器中粘接在牙冠釉质上的附件，可以粘接在牙齿的颊面或舌面，有助于分散和控制弓丝与辅助装置施加的力。

托槽的类型


托槽有3种不同类型：传统双翼托槽、带状弓托槽、自锁托槽。

 传统双翼托槽   通常与水平方向较粗的弓丝配合使用，用于标准方丝弓、直丝弓矫治器、Tip Edge矫治器中。有两种尺寸：0.018英寸和0.022英寸（图1）。


图1  不同托槽槽沟尺寸适用不同尺寸的不锈钢方丝


其特点是：①托槽结构包括1个槽沟和4个翼；②缩短了托槽间距；③托槽宽度增加，从而可以更好地控制牙齿旋转移动和牙根移动；④通过使用弹性结扎皮圈或短结扎丝将弓丝与托槽槽沟结扎在一起。

其优势有：①直丝弓矫治器减少了弓丝弯制的需求；②托槽可以实现弓丝在槽沟中滑动；③可以达到良好的矫治结果。

其不足有：①这种托槽忽略了患者的生物学差异；②会增加摩擦，从而增加对支抗的要求；③使用结扎皮圈或短结扎丝结扎，比较耗时，增加了椅旁操作时间；④结扎皮圈会导致口腔健康状况不佳。

 带状弓托槽   槽沟需配合使用一根在垂直方向上较粗的弓丝，用于舌侧矫治器（Incognito®/Harmony®）、Begg矫治器中。

 自锁托槽   用于Damon®矫治器。

其特点是：①可减少摩擦力；②由于托槽自带结扎系统，减少了椅旁操作时间；③通过金属关闭小板或弹簧片可将弓丝结扎到槽沟中；④可以是被动结扎也可以是主动结扎；采用被动结扎时，托槽具有一个滑动的关闭小板，结扎后不会在弓丝上施加任何作用力；采用主动结扎时，当弹簧片关闭后，将会对弓丝产生主动作用力。

其优势有：①摩擦力更小；②结扎更牢固；③牙齿移动和滑动效率更高；④对牙齿旋转的控制更好；⑤减少了椅旁操作时间；⑥更长的复诊间隔；⑦可以将弓丝完全入槽；⑧操作快速且易于使用；⑨不需使用结扎皮圈，患者更易于维护口腔健康。

托槽的材料

托槽可由多种材料制成，例如：金属、不锈钢、钴铬合金、钛、塑料、陶瓷。塑料（由聚氨酯或聚碳酸酯增强的陶瓷或玻璃纤维填料制成）或陶瓷（由氧化铝制成）的托槽属于美学托槽。

 陶瓷托槽   陶瓷托槽在20世纪80年代出现，至今在临床上广泛应用。

其优势有：①美观，不易变色，患者更加喜欢；②具有更高的强度，比金属托槽更耐磨，也比塑料托槽更优。

其不足有：①摩擦韧性差，容易碎裂；②极其坚硬，可能造成对颌牙釉质磨损；③粘接强度高，在咬合力过大时，托槽脱落可能会伴随托槽损坏或釉质缺损，这种情况最常见于下颌切牙；④陶瓷槽沟与弓丝之间的摩擦力大，为了克服这个问题，一些陶瓷托槽内设计了金属槽沟以减少摩擦力；⑤间隔昂贵；⑥由于没有对应的托槽定位器，可能导致托槽定位不佳；⑦托槽翼较小，无法安装部分辅助装置。

托槽的制作

不同的制作方法可能影响托槽的使用效果，通常有两种方式：①点焊：将托槽的底部和主体分开制造，然后焊接在一起，这种托槽比较便宜，托槽的底部和主体可以分离；②注塑成型：托槽的底部和主体通过模具一起注塑成型，这种托槽更昂贵，但是在治疗过程中损坏的可能较小。点焊式托槽如果出现托槽主体脱落，但底部仍留在牙齿表面，正畸医师可使用快速手机磨除。

托槽的粘接

粘接托槽通常有两种方式：①直接粘接：直接将托槽粘接在患者牙齿上；②间接粘接：在技工室中将托槽放置在研究模型上，然后使用定位托盘将其转移到牙齿上。

托槽粘接剂是通过机械嵌合和化学结合来实现托槽与牙齿表面的粘接：①机械嵌合：将磷酸涂在牙齿表面（酸蚀），冲洗干燥后暴露釉质表面的晶体结构，粘接剂流入这些凹坑区域，以实现机械嵌合，这是分子之间的相互嵌合。将托槽背面制成网格状可以增加粘接效果。②化学结合：复合材料和底胶发生聚合，这是两个分子通过形成共价键结合在一起的过程。

现在可以使用多种复合材料，经酸蚀或自酸蚀将托槽粘接到牙面上。为了提高粘接强度，将托槽底板制成网格状（图2），有助于实现机械嵌合，增加粘接强度；底板在水平和垂直方向上也设计了弯曲，有助于托槽与牙冠表面贴合。



图2  Damon Mx托槽底部呈网格状

托槽的定位


由于每个托槽都有内置数据，因此将托槽放置在牙冠的正确位置非常重要。托槽必须放置在临床牙冠的中央；但在部分特殊情况下可进行调整；例如，如果需要压低牙齿，可以将托槽放置在偏向𬌗方的位置上；如果需要伸长牙齿，可以将托槽放置在更靠龈方的位置上。托槽定位错误会导致牙齿位置异常。

托槽的使用规则

在临床上，根据患者情况不同，需要调整粘接托槽的方法。这些规则仅在某些情况下适用，并不适用于所有患者。示例如下：

 将上颌尖牙的托槽倒置增加牙根腭侧转矩   在上颌侧切牙缺失的情况下，可以考虑将尖牙的托槽倒置粘接；这是因为侧切牙的牙根更偏腭侧，当需要用尖牙代替侧切牙时，将托槽倒置将有助于增加尖牙牙根的腭侧转矩。

 将侧切牙的托槽倒置增加牙根唇向转矩   将托槽倒置粘接在侧切牙上，有助于使牙根唇向移动，可以从矫治开始就纠正牙根位置，应用于侧切牙腭向错位。

 将下颌尖牙托槽左右互换   即L侧用于R侧、R侧用于L侧，可防止下颌尖牙前倾；Ⅲ类错𬌗病例可以考虑这一点，将下颌尖牙托槽交换过来有助于防止下颌尖牙前倾，导致下颌前牙唇向移动加重Ⅲ类错𬌗。

 将MBT系统中的下颌切牙托槽倒置会使下颌切牙唇倾   在MBT系统中，将下颌切牙托槽倒置，会改变托槽的转矩，有助于将下颌切牙唇倾；在严重的Ⅱ类错𬌗病例中可以这样做，有助于减小深覆盖。

以下图3给出了MBT托槽内置的轴倾度和转矩。



图3  MBT托槽的轴倾度和转矩数据

02
正畸弓丝的基础知识

弓丝是产生矫治力并通过托槽分布到牙齿上的装置，可以实现牙齿移动。

弓丝在矫治系统中有许多功能：①力：提供移动牙齿的力；②轨道：充当牙齿移动的轨道；③弓形：体现矫治的牙弓形态；④与托槽衔接：通过与托槽衔接施加矫治力。

弓丝可用于矫治不同阶段：排齐和整平，纠正拥挤和牙齿扭转；减小覆𬌗；减小覆盖；关闭间隙；精细调整；保持。

弓丝的属性

每种弓丝都具有不同的物理属性，但一种弓丝并不能具有正畸医师想要的所有性能。因此，可根据治疗阶段选择理想属性的弓丝，采用一系列弓丝进行固定矫治，以实现牙齿有效移动。弓丝使用序列取决于正畸医师的个人选择。

弓丝主要的7个物理特性是：①回弹性：弓丝受力后恢复其原始形状的特性；②刚度：弓丝抵抗弯曲的特性；③可塑形性：弓丝能够被弯曲成所需形状的特性；④弹性：弓丝变形后恢复其原始形状过程中，产生力使牙齿移动的特性；⑤生物相容性：弓丝对人体不产生致敏性；⑥连接性：材料是否可以焊接或作为辅助装置；⑦低摩擦性：弓丝表面需要有低摩擦以实现最佳的牙齿移动。

在不同治疗阶段更需要以下这些特性：

 初期治疗（排齐牙齿）  需要弓丝的回弹性大、低刚度、高储能（弹性）、生物相容性、低表面摩擦。

 中期治疗（减小覆𬌗）  需要弓丝的高刚度、低储能（弹性）、生物相容性、低表面摩擦、良好的连接性。

 中期治疗（关闭间隙、减小覆盖）  需要弓丝的高刚度、低储能（弹性）、生物相容性、低表面摩擦、良好的连接性。



弓丝的材料


弓丝由合金制造而成，改变合金中的元素可以改变其性能。不同的合金具有不同的物理特性。弓丝中使用的合金坚固且耐腐蚀，常用如下：

 不锈钢丝   不锈钢是由铁、镍、铬组成的合金，在20世纪50年代成为非常受欢迎的正畸弓丝材料。如果正畸医师需要使用有更大刚度的弓丝，可以考虑使用硬度较大的不锈钢丝。但不锈钢丝的不足是，较小的形变就会产生很大的力，导致患者不适。因此不锈钢丝只能提供间歇力使牙齿移动。

需要弯制弓丝时，可以使用几根0.0075英寸的细不锈钢丝绞合获得0.16英寸粗的多股不锈钢丝，这种弓丝可以在弯曲时产生永久变形，并且易于放入牙弓。

不锈钢丝的优势是成本低，具有出色的形状记忆能力和良好的机械性能。另外，不锈钢丝可以在上面焊接钩子，或者在弓丝内弯制曲，增加托槽之间弓丝长度，增强柔韧性，这适用于牙弓内其他区域需要使用刚性弓丝的情况。在关闭间隙时，可以考虑使用不锈钢丝，其滑动时产生很小的摩擦力。通过对不锈钢丝退火（加热）进行软化处理。

 镍钛（NiTi）丝   镍钛丝具有两个特性：①形状记忆性：指在温度升高的情况下，弓丝恢复其原始形状的特性；②超弹性：指金属发生更大的线性形变时，仍恢复其原始形状的特性。

镍钛丝的柔韧性大，可提供轻（柔和）的持续力，因此广泛应用于排齐整平阶段。镍钛丝可以发生较大变形，更容易扎入牙弓。使用镍钛丝可使复诊间隔时间更长，因为弓丝可在数周甚至数月内持续移动牙齿。

镍钛丝的缺点是表面粗糙度高、摩擦力大，在口腔温度升高时刚度增大。在使用镍钛丝时，建议患者食用冰激凌之类的凉爽食物，有助于缓解不适。

还有许多其他不同类型的镍钛丝，例如镍钛诺、热激活镍钛合金（HANT）、铜镍钛（CuNiTi）、超弹镍钛丝等。

所有镍钛丝均具有奥氏体和马氏体两种特性：①奥氏体激活：如果形变超过3 mm，镍钛丝可以从较硬的奥氏体转变为更柔软的马氏体；随着牙齿移动，弓丝形变减小，奥氏体比例增加，弓丝硬度恢复；超弹镍钛丝就是奥氏体弓丝。②马氏体激活：马氏体弓丝在室温下硬度较小，扎入牙弓后，在口腔温度下从马氏体变为奥氏体；马氏体弓丝包括镍钛合金、HANT或CuNiTi，HANT和CuNiTi在室温下具有马氏体特性，在口腔温度下变为奥氏体。

 钛钼合金丝/β-钛（TMA）丝   钛钼合金丝又被称为β-钛丝，由80%钛、10%钼和6%锆构成。TMA丝不含镍，对镍过敏的患者也可以使用。它可作为过渡，也可用于最后阶段的精细调整。TMA丝可替代不锈钢丝，因为TMA丝可在弯曲时产生永久变形，并且具有中等大小的刚度，其弹性比不锈钢丝高40%。使用TMA丝的优势在于其回弹力高，并且产生的力比不锈钢丝柔和。另外，可以将其他金属丝和辅助装置（例如用于弹性牵引的挂钩）与TMA丝焊接到一起。TMA丝唯一的缺点是较为昂贵。

 钴铬合金丝   钴铬合金制成的弓丝比不锈钢丝有更好的可塑形性，并且具有与不锈钢相似的刚度，但在使用时产生的摩擦力更大。这种材料通常用于制作辅助装置，例如压低辅弓或螺旋扩弓器。可以通过热处理增加其刚度。

弓丝的形状和大小

弓丝具有不同的形状，有助于维持患者下颌尖牙间、磨牙间及颊廊宽度。选择弓形时，要尽可能接近患者牙弓的原始弓形，这样可以最大限度地减少复发。生理状态下患者存在不同弓形，包括卵圆形、方圆形和尖圆形（图4）。可以使用模板来评估患者的下颌牙弓，例如让患者通过下颌咬蜡模型获取下颌牙弓形状，在确定下颌牙弓弓形后，上颌牙弓应宽于下颌牙弓3 mm。

弓丝的形状包括：圆丝和方丝（图5）、多股丝。任何材料均可制成圆丝、方丝或多股丝，弓丝的横截面将决定弓丝产生什么样的力。


图4  固定矫治器使用的不同弓丝



图5  圆丝、方丝（矩形）和方丝（正方形）

 圆丝   圆丝用于治疗初期和中期，当用于治疗中期时被称为“工作弓丝”。圆丝具有良好的柔韧性，可以在初始阶段（排齐整平阶段）结扎在错位的牙齿上。圆丝只会使牙齿产生倾斜移动，在治疗第一阶段有助于牙齿的排齐整平。除了有良好的柔韧性外，弓丝还需有中等的刚度，提供轻柔的矫治力。圆丝可以在各个方向产生形变，以移动单颗牙齿，在治疗开始阶段可轻易结扎在错位的牙齿上。

 方丝   方丝常用于治疗的第二个中间阶段和最后阶段，比圆丝硬度更大，在近远方向比垂直方向上更粗。在排齐整平后才可使用方丝，使牙根表达正确的转矩。与圆丝不同，方丝可以充满托槽槽沟，能够更好地控制牙根转矩。

 多股丝   也可以使用由不同材料制成的多股圆丝和多股方丝，例如不锈钢、NiTi、CuNiTi或TMA。

每种弓丝也有不同的尺寸，只标记一个数字的是圆丝，标记两个数字代表方丝，尺寸范围在（0.014~0.019英寸）×0.025英寸之间。圆丝可以通过直径标记尺寸，同时，直径还代表圆丝在槽沟内的自由度，使牙齿可以沿圆丝做倾斜移动；直径同样也可以代表方丝的尺寸（图6）。


图6  如何确定圆丝/方丝的型号

余隙角

余隙角用于表示弓丝和槽沟之间所产生的间隙量。由于弓丝尺寸和托槽槽沟本身之间的差异，余隙角各不相同：①圆丝的余隙角：圆丝在槽沟内受到的摩擦较小，余隙角较大。②方丝的余隙角：方丝在槽沟内产生更大的摩擦力和牙根转矩，余隙角较小，但是仍有10°左右。

弓丝序列

弓丝的选择取决于治疗阶段以及实现所需牙齿移动的特性。在上一弓丝将牙齿排齐之前，不能放置下一根弓丝。在临床中，正畸医师没有必须遵循特定的顺序，不同医师都有自己偏好的弓丝使用序列。

 治疗的初始阶段   在该阶段，弓丝用于排齐整平、纠正牙齿旋转以及矫正锁𬌗等问题，这些都可以通过牙齿倾斜移动来实现，需要使用弹性更高的圆丝来提供持续轻力，保证能够扎入错位牙齿的托槽（图7）。常用的是NiTi和CuNiTi圆丝。

在此阶段使用的弓丝尺寸为：0.012英寸（在非常拥挤的情况下使用），0.013英寸（在非常拥挤的情况下使用），0.014英寸，0.016英寸（如果无法使用0.018英寸），0.018英寸。


图7  粘接固定矫治器后的下颌𬌗面像

 第一个中间阶段   在该阶段，可以考虑使用圆丝减小覆𬌗覆盖或关闭拔牙间隙，此时需要使用具有一定刚度且摩擦系数较小的弓丝。可通过刚度较大的弓丝施加更大的矫治力，并且钢丝摩擦系数低可以使托槽更容易沿着弓丝移动。

在此阶段使用的弓丝尺寸如下：

①减少覆𬌗：使用0.016英寸、0.018英寸或0.020英寸不锈钢圆丝；使用0.018英寸不锈钢圆丝或NiTi圆丝并弯制摇椅弓，该弓丝将伸长磨牙并压低切牙；随后，根据需要可更换为16×16、17×25摇椅弓，直至整平Spee曲线；或使用14×25、18×25、17×25 NiTi摇椅弓整平Spee曲线。

②减少覆盖，关闭间隙：使用0.016英寸、0.018英寸或0.020英寸的不锈钢圆丝；此阶段可以开始使用Ⅱ类、Ⅲ类弹性牵引。

 第二个中间阶段   该阶段使用方丝，以建立正常覆𬌗覆盖，关闭拔牙间隙，并开始调整牙齿转矩。常用的是NiTi丝和CuNiTi丝。

在此阶段使用的弓丝尺寸为：16×16热激活的NiTi丝和CuNIi丝，14×25 CuNiTi丝/NiTi丝，16×25 CuNiTi丝/NiTi丝，17×25 CuNiTi丝/NiTi丝，18×25 CuNiTi丝/NiTi丝，如果需要也可额外使用17×25 NiTi摇椅弓整平Spee曲线（图8）。不需要逐个使用所有弓丝，正畸医师可以根据自己的偏好进行选择。如果仍需关闭间隙，则可在不锈钢丝基础上使用皮链或弹性牵引。


图8  摇椅弓

 结束阶段   此阶段使用方丝，确定牙齿的最终位置和转矩，并稳定咬合关系。不锈钢方丝或TMA方丝可以产生永久形变，因此可以通过弯制不同的曲进行精细调整。此阶段选用弓丝是非常灵活的，常用的弓丝尺寸有：19×25不锈钢丝、19×25 TMA丝、21×25 TMA丝。

图书介绍

本文摘编自[英]西瑞·戴维斯（Ceri Davies）编著，金作林、冯雪主审，高洁、秦文、徐悦蓉、叶清馨主译，辽宁科学技术出版社出版的《实用口腔正畸临床技术精要》。这是一本非常全面的正畸教科书，书中知识的梳理和编排非常易于正畸医师的接受和吸收，内容包括口腔正畸史、患者评估、各类错𬌗畸形、先天性牙齿缺失、阻生牙、各类矫治器的应用等，共64处细分的、总结性的知识点，条理清晰，面面俱到，具有很高的临床参考价值和实用性。