施力原理

施力原理描述了施加在牙齿上的力如何通过其大小、方向和作用点来表征，以及这些特征如何决定机械响应。由于施加在牙冠上的力很少通过牙齿的阻力中心，因此力的施加方式，而不仅仅是其强度，决定了牙齿是倾斜、平移还是旋转。

Definition

施力原理是规定力向量（由大小、方向和作用点定义）如何作用于作为刚体的牙齿，从而决定其位移倾向的规则。

Scope

本主题涵盖了正畸力作为向量的描述、作用线和作用点、持续力与间歇力或中断力传递的区别，以及施加在牙齿上的力在矫治器其他部位产生相等且相反的反作用力的基本平衡要求。它将这些视为机械原理而非临床处方。

Core questions

• 哪些属性定义了正畸力？
• 为什么作用点与力的大小同样重要？
• 持续力、中断力和间歇力在传递上有什么区别？
• 任何施加的力伴随着哪些平衡和反作用约束？

Key concepts

• 力作为向量（大小、方向、作用点）
• 作用线
• 持续力与间歇力和中断力
• 力随时间衰减
• 平衡力和反作用力
• 牙周膜内压力的分布

Mechanisms

牙齿通过其托槽或附件受力，所施加的力具有明确的作用线。当该作用线不通过阻力中心时，该力在机械上等效于作用于阻力中心的相同力加上一个力矩，这就是为什么简单的牙冠力倾向于使牙齿倾斜。力随时间变化的特性也很重要：持续力在牙齿移动时保持载荷，而中断力或间歇力则允许卸载期。在整个过程中，施加的力由系统中其他部位的反作用力平衡，这是静态平衡的体现，构成了支抗问题。

Clinical relevance

理解力是如何规定的，有助于阐明矫治器设计和激活为何会产生特定的移动，以及力衰减和反作用载荷为何在力学教学中被预期。本条目提出了评估技术的原则，而非为个体患者选择力的指南。

Evidence & guidelines

这些原则主要基于应用于牙齿的刚体力学，如史密斯和伯斯通以及标准正畸教科书中所述。力的量化方面，例如力的大小与移动速率和生物学成本的关系，已通过建模和综述（Ren及其同事）进行了研究，这些研究强调了关于理想力特征的人体证据仍然有限。

History

随着正畸学在20世纪中期采用工程静力学，正畸力的向量描述日趋成熟。伯斯通的分段弓丝工作以及后来的史密斯和伯斯通的综合阐明了现代观点，即必须将力与其在阻力中心产生的力矩一起分析，这一观点现在已成为《当代正畸学》等教科书中的标准。

Key figures

• Charles J. Burstone
• Robert J. Smith
• William R. Proffit

Seminal works

• smith-burstone-1984
• burstone-1962

Frequently asked questions

为什么力的作用点如此重要？

因为牙齿是悬浮在牙周膜中的刚体，施加在远离其阻力中心的力会产生力矩和推力，因此相同的力根据其作用位置可能导致牙齿倾斜而非整体移动。

持续力与中断力有什么区别？

持续力在牙齿移动时保持不变，而中断力或间歇力则包括载荷降至零或被移除的时期；这两种模式在时间上对牙周组织施加的载荷方式不同。