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四川大学华西口腔医院正畸科 困扰正畸临床多年的“转矩”桎梏 十多年前，李宇医生还是四川大学华西口腔医学院的一名博士研究生，师从我国著名正畸学专家赵志河教授。那时，年轻的李宇博士就常被一个正畸临床问题困扰——“转矩”。 从生物力学角度分析，正畸牙移动只有两种基本方式——单纯的平移和单纯的转动——所有复杂的牙移动形式都不过是这两种基本方式的组合。平移（又称平动、整体移动，translation）：当外力作用线通过牙阻力中心时，牙产生平移，旋转中心位于无穷远处。转动（rotation）：当力偶以阻抗中心为圆心作用于牙时，牙围绕阻抗中心旋转，此时旋转中心位于阻抗中心。如图1，平动即牙作为一个整体各向移动，没有自身的相对移动；转动则是牙自身发生了相对移动。转动又可以细分成三种不同形式：竖直、转矩和扭转。竖直（tip），是牙齿长轴在近远中方向上的旋转；转矩（torque），是牙齿长轴在颊舌向上的旋转；扭转，则是牙齿围绕其自身长轴的旋转。
在目前主流的Edgewise 体系中，进行竖直和扭转移动时，所施作用力的力臂近似等于托槽近远中向的宽度（数个毫米），容易形成足够大小的力矩，因此这两种转动实现起来相对较易。而唯独转矩移动，因其所施作用力的力臂近似等于不锈钢方丝的粗度（对于0.019×0.025英寸的方丝，转矩力臂大约仅0.6 mm，见图2），故而很难产生足够大小的力矩，无法实现高效转矩牙移动。一句话，转矩就是Edgewise体系的先天短板。  图2 Edgewise体系的转矩生物力学：对于0.019×0.025英寸的方丝，转矩力臂仅约0.6 mm 生物力学原理指引“门形辅弓”创新   巧妙设计改良，成品夹装式“门形辅弓”诞生 尽管自制焊接式门形辅弓的效果在临床上得到了验证，但其广泛应用却受到限制，主要有以下原因：①弯制辅弓、焊接，过程繁琐，技术敏感性高；②加力过程中脱焊时有发生，影响效果。 有没有其他固定方式可以代替焊接固定呢？在那段日子里，这个问题一直萦绕于李宇博士的脑海，挥之不去。终于有一天，当他在日常给主弓丝夹上游离牵引钩时，仿佛有一道闪电划过脑海——门形辅弓也可以用这样的方式固定。于是，第二代，也即是“成品夹装式”门形辅弓的设计图瞬间诞生。 李宇博士在2012年获得了该成品夹装式门形辅弓的专利授权，之后便尝试找到厂家把它生产出来。然而，从设计图纸到实物落地，这一过程并非总是一帆风顺，因为还有个制造工艺的问题。按照新型门形辅弓的设计，需要把不锈钢丝焊接在两个金属“锁夹”上，而更难的是，在夹闭锁夹这一巨大力量的冲击下，保证焊接处不发生断裂——这对于制造工艺的要求非常高。李宇博士最初联系的几个厂家，在经过几次尝试失败后，便放弃了该项目。而李宇博士自己也一度怀疑该设计在目前的工艺条件下或许无法实现；加上出国访学，因而在接下来的几年时间便中断了对门形辅弓的进一步研发。 现在回看，如果李宇博士从此放弃制造门形辅弓的尝试，或许就会与这个孕育中的正畸临床利器失之交臂——那不仅是李宇博士团队的损失，也是正畸专业的损失。 大概2016年，彼时的李宇教授在不甘心之下再次与齿科材料公司合作，对制造工艺进行了改良。经过一次又一次的试验，样品的质量越来越好。某一天，当李宇教授发现手里的门形辅弓已经能完全承受夹闭锁夹的巨大冲击力而不断裂时，他知道，终于成功了！如图5，第二代成品夹装式门形辅弓有6 mm和8 mm两种型号。 2017年，随着李宇教授在成都西部国际口腔展首次公开宣讲，成品夹装式门形辅弓正式走向市场，进入临床。  巧用“门形辅弓”解决多种正畸难题 门形辅弓可用于解决各种转矩相关的正畸临床难题，以下列举代表性的5个场景。 场景一：颊侧错位尖牙的舌向控根移动 原本颊侧错位的尖牙（23），排齐后牙根仍过于颊侧，有骨开裂、牙龈退缩的风险；通过门形辅弓施加根舌向转矩，高效实现了舌向控根移动。见图6。  场景二：腭侧错位切牙的颊向控根移动 原本反𬌗的上颌侧切牙（12、22），排齐后牙根仍过于腭侧，唇侧牙龈增生；通过门形辅弓施加根唇向转矩3个月后，22牙根唇向移动，引发颊侧牙龈回退至正常高度，而未用门形辅弓的对照侧12牙龈高度无变化。见图7。  场景三：拔牙病例切牙转矩丧失的补救 前突拔牙内收过程中常发生上切牙转矩丧失（即牙冠过于舌倾），可能造成严重后果；用门形辅弓进行11 、21的舌向控根转矩移动后，明显看到其牙根舌移，颊侧牙槽骨增厚。见图8。  场景四：舌向控根移动，退缩牙龈改建 41牙根过于颊向，颊侧骨开裂、牙龈退缩；通过门形辅弓舌向控根移动后，41颊侧的牙龈改建，基本恢复正常（其生物学机制与场景二的“牙龈回退”刚好相反）。见图9。  场景五：控根消除骨皮质支抗，关闭“关不了”的间隙 正畸临床中，某个小间隙一直难以关闭的情况时有发生，而其中一个常见原因，是如图10所示23尖牙的牙根过于颊侧，形成了“骨皮质支抗”；通过门形辅弓进行23的舌向控根移动，让其牙根回到骨松质中，剩余间隙顺利关闭，见图11。  图10 23尖牙的牙根过于颊侧，形成了骨皮质支抗  还有其他门形辅弓的应用场景，难以穷举，且还有更多适用的可能正在逐渐被医生们发掘。总之，只要理解了门形辅弓的作用原理，就能随心所用。 “门形辅弓”的推广应用 为了推广门形辅弓，李宇教授在新浪微博开设了#门形辅弓#话题（图12~图14），在该话题下发布了门形辅弓的相关网课（《驾驭转矩，轻松正畸》）、操作视频、使用技巧、临床实例等。医师对于门形辅弓临床应用的疑问，都可以在该话题下提出。此外，李宇教授已经在国内权威学术期刊发表了2篇介绍门形辅弓的文章，借助门形辅弓完成的一个高难度正畸病例报告也已经被国际顶级正畸期刊《美国正畸及牙颌面矫形杂志》（Am J Orthod Dentofac Orthop）接受待刊。 如今，门形辅弓已在我国广泛应用，其效果得到了正畸医生的普遍肯定。随着赵志河教授在国际会议上的介绍，国外同行也逐渐了解并开始使用门形辅弓。据生产厂家反馈，目前门形辅弓已经销往美国、澳大利亚、葡萄牙等国。 随着我国科技实力的不断增强、正畸学科实力的不断提升，中国正畸专家们已经有能力、有条件把自己的一个个创新想法付诸实施，用中国智慧推动专业进步。我们相信，未来还会涌现出更多像门形辅弓这样实用、易普及的中国创新正畸技术和产品，造福国内外的广大正畸患者！
李宇 教授
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