正畸弓丝与托槽间摩擦力建模及试验研究

姜金刚, 吴殿昊, 王 磊, 张永德, 刘 怡, 姚 亮

(1.哈尔滨理工大学 先进制造智能化技术教育部重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080;2.北京大学 口腔医学院 北京 100081)

根据世界卫生组织的研究，错颌畸形是口腔三大疾病之一.全球儿童和青少年错颌畸形患病率为56%，主要是由牙位不正确引起的[1-2]，它的发生将影响咀嚼和发音，容易引发龋齿、牙周炎和呼吸道疾病等[3].最有效和成熟的治疗方法是正畸矫治，如图1所示，金属托槽预先粘贴于牙齿表面，托槽相对于牙齿是固定的，利用结扎丝将托槽与弓丝捆扎，正畸矫治是通过正畸弓丝形变产生有效矫治力带动托槽及牙齿产生生理性移动[4-5]，但结扎丝不能完全保证二者的相对固定，托槽将沿着弓丝形变的方向产生相对滑动或滑动趋势，进而在接触面产生正畸摩擦力[6-8].研究显示临床上50%～60%的正畸力要用来克服正畸过程中产生的摩擦力，矫治力必须克服摩擦力，并且不损伤牙齿和周围组织的健康，进而获得牙齿与周围组织的力学平衡，才能使牙齿产生生理性的移动[8-9].因此，了解正畸治疗过程中产生的摩擦力的强度是促进牙齿最佳生物运动的关键[10].

Fig.1 Orthodontic treatment technology图1 正畸矫治技术

近年来，轻力矫治和数字化正畸的理念越来越受到正畸医生的关注[11-12]，大量学者对正畸摩擦力展开研究.Razali和Gómez-Gómez等[13-15]采用有限元法探究了正畸摩擦力在正畸过程中的影响.Tiziano Baccetti等[16]通过试验表明，低摩擦系统有助于释放较大的正畸力，保证正畸过程中牙……