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新一代成品夹装式“门形辅弓”——改正转矩的神器!

 五月五号星期五 2017-02-03


棘手的转矩

先看一个病例,常见的“虎牙”排齐。

矫正后效果很好,患者也非常满意。

但作为高标准、严要求的正畸医生,却不能忽视一个不够完美的细节——治疗前唇侧错位的23牙矫治后牙根依然过于唇侧。


典型的“虎牙”矫治后牙根过于唇侧



牙根过于唇侧,不但易于复发,而且增加了“骨开窗”、“骨开裂”的风险,不容小视。

类似这样转矩 (即牙颊舌向转动) 控制不佳的情况很常见。

如图,国际顶级正畸期刊 Journal of Clinical Orthodontics上面发表的病例报告,结束时同样存在23牙牙根过于唇向的问题。


J Clin Orthod. Case Report

正畸病例中转矩控制不足的问题普遍存在,一方面固然在于部分正畸医生对转矩的观察和重视程度不够,更重要却在于,即使注意到了,采用现有技术,对于转矩改正也往往无能为力。

为什么我们能够随心所欲的推拉、竖直、旋转牙齿,却唯独对转矩感到棘手呢?

原因很简单, 在传统固定矫治体系中, 弓丝和托槽这种组合,对于转矩的控制存在先天不足——力臂太短!

如图,转矩的力臂接近方弓丝的厚度。对于0.019×0.025‘’的方丝来说,力臂不足0.025“(约0.6mm)。


托槽及弓丝横截面

通过弓丝施加的力值(F)有限,而力臂(d)又很小,产生的力矩(M)便不足以实现所需的转矩移动。

而近远中向的竖直为什么非常容易?因为力臂基本等于托槽的宽度,是转矩力臂的10倍左右!

虽然可以通过增加弓丝的第三序列弯曲或使用更高转矩值的托槽增大一些力(F)值,但与这么小的力臂(d)相乘后,这些方法增大力矩(M)的作用都非常有限,因而改正转矩并不高效。


第一代——自制点焊式“门形辅弓”

为解决转矩控制不足这一疑难问题,我和赵志河教授发明了一种“门形辅弓”(Gate Spring),大大提高了改正转矩的效率。2012年,我们在《华西口腔医学杂志》发表了《高效改正单个牙转矩的门形辅弓》一文,首次公开介绍了这一技术。


第一代自制点焊式“门形辅弓”文献

如图,该技术是将不锈钢方丝弯制的辅弓点焊于主弓丝上。因辅弓呈拱门形,故取名为“门形辅弓”。实际上,这种自制点焊式可以算作“门形辅弓”的第一代。

第一代自制点焊式“门形辅弓”实物

点焊式“门形辅弓”通过顶端施加舌向压入力,通过主弓丝施加唇向对抗力,二者之间的距离(略等于“拱门”高度)便是该系统的力臂,最小为6mm左右,较方丝-托槽系统提高了约10倍。

同时,与传统的方丝扭转施力相比,门形辅弓弯曲形变施加的应力释放更为持久,因而大大提高了改正转矩的效率。

如图,通过“门形辅弓”,23牙很快完成了根舌向移动——这样的控根移动通过传统的方丝-托槽相互作用,是极难实现的。

第一代自制点焊式“门形辅弓”高效完成舌向控根移动


第二代——成品夹装式“门形辅弓”

虽然点焊式“门形辅弓”的效果让我们惊喜,但我们也意识到它的不足——制作困难。

医生需要弯制辅弓,与主弓丝点焊固定,不但耗费时间,而且存在点焊失败的风险。

因此,我们又发明了第二代——成品夹装式“门形辅弓”——并获得了实用新型专利。

如图, 成品夹装式“门形辅弓”的形状与第一代类似,只是不需要点焊固定, 而是借用了游离牵引钩的固定方式:医生使用游离牵引钩安装钳,便可轻松的将这种新型“门形辅弓”的两只“脚”夹装固定到主弓丝上,大大方便了临床操作。

夹装式“门形辅弓”实用新型专利证书

其实,国外也有类似想法的专利产品,那就是有数十年历史的Warren Spring。

如图,Warren Spring是由一根钢丝弯制而成,形成插孔,直接套在主弓丝上,靠弓丝的几何形状防止旋转。

但通过这种方式安装, Warren Spring的插孔内径必须大于主弓丝直径,因此二者并非完全坚固的结合。可以想象,在加力过程中二者必定发生一定的相互转动,从而损失一部分力量,影响其效果。

当然,实际情况如何,由使用过Warren Spring的医生来评价更客观。

国外同类产品Warren Spring


最好的转矩调整工具

无论如何,从理论上讲,夹装式“门形辅弓”无疑是目前最好的转矩调整工具。

然而,这只是在图纸上的设计,工艺上实现起来却相当困难——难度远大于Warren Spring。

门形辅弓的钢丝是通过焊接固定于金属扣,为了保持弹性,该钢丝不能太粗(不可能像牵引钩那么粗)——这就产生一个问题,在夹闭金属扣固定的时候,焊接区承受了巨大的应力,因而极易断裂。

幸好,我们的合作伙伴通过不断的工艺改良,最终解决了这一难题。

成品夹装式“门形辅弓”实物图

于是,这一完全由中国人自行研制的,有较高科技含金量的正畸产品,终于成功进入临床试用,并获得了令人满意的效果。

如图,辅弓放在龈方,施加根舌向转矩。

成品夹装式“门形辅弓”施加根舌向转矩

如图,辅弓放在??方,施加根唇向转矩。

成品夹装式“门形辅弓”施加根唇向转矩

在今年4月成都举办的西部国际口腔展上,我将首次公开报告如何利用新一代成品夹装式“门形辅弓”助力正畸疑难病例——也是我对华西口腔医院110周年院庆的一份献礼。

届时我会介绍该“门形辅弓”的使用技巧,多种临床用途,感兴趣的同行欢迎现场交流。具体的演讲时间、地点请大家关注会议官网。

发明创新,无论大小,能服务民众,能推动行业哪怕点滴的进步,便是发明者最大的荣幸!


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