[新研制自锁托槽摩擦力的实验研究]自锁托槽

　　[摘要]目的：介绍一种新式托槽并对新研制自锁托槽的摩擦力进行对比研究。方法：随机抽取两种右上尖牙托槽各10个(新研制自锁托槽和国产传统翼结扎不锈钢方丝弓托槽)与三种弓丝各10根(国产0.016“Ni－Ti圆丝、0.016”澳大利亚不锈钢圆丝、国产0.017×0.02 5不锈钢方丝)、将两种托槽分别组合分组，在实验室中模拟矫治过程中牙齿移动情况，测出各组摩擦力进行比较。结果：新研制自锁托槽比传统翼结扎托槽摩擦力小。结论：此自锁托槽属低摩擦托槽，符合口腔正畸科临床医师施加矫治力的要求。
　　[关键词]自锁托槽；摩擦力；牙移动
　　[中图分类号]R783.5　[文献标识码]A [文章编号]1008－6455(2007)06－0820－03
　　
　　自锁托槽是新一代低摩擦托槽。其理想的结扎方式，既能保持弓丝与托槽的稳固啮合，从而精确控制牙位，又大大减小了矫治器系统的摩擦力，使牙齿能够在较小牵引力的作用下迅速移动。自锁托槽在国外已应用于临床，学者们对其研究也不少见，但因其价格昂贵，目前国内尚未见广泛的临床应用。因此，我们在传统翼结扎托槽基础上，初步研制出一种自锁托槽，希望可以对广大临床医师有所帮助。
　　
　　1　结构和优点
　　
　　1．1　结构：新研制自锁托槽的基本结构：托槽底板为弧形，其上有槽沟，底板上亦对称设置四个翼，其中心为弓丝槽转轴支架，上侧有卡道及卡紧圆槽凹。自锁卡环绕轴旋转180°，由凸台与圆槽配合卡紧，内凸圆亦可压紧弓丝，从而完成弓丝与托槽的紧固。
　　
　　
　　1．2　优点：①此自锁托槽可省去繁琐的结扎程序，节省临床操作时间，且可有效地避免结扎丝对口腔粘膜造成的损伤。②此托槽主要靠卡环的旋转动作来完成对弓丝的固定，而压紧凸圆是靠圆弧面与弓丝接触，这就大大减小了弓丝与托槽的摩擦阻力。③支架上侧设有二个槽(卡道)，可调整凸圆的压紧程度。临床上调整加力时，只需将松弛的托槽与弓丝锁结处再扣紧一格，压下至第二个槽即可，无需在槽沟内加垫附加物来调整阻力大小。④托槽结构合理，使用灵活，制造方便，成本也很低廉，非常适用于国内各大中小型医院。
　　
　　
　　2　实验材料和装置
　　
　　2．1　材料：随机抽取两种右上尖牙托槽各10个(新研制自锁托槽和国产槽沟为0.022×0.028传统翼结扎不锈钢方丝弓托槽)、三种弓丝各10根(国产0.016“Ni－Ti弓丝、0.016”澳大利亚弓丝和国产0.017×0.025不锈钢方丝)、直径0.20mm、长24mm的不锈钢结扎丝若干根。
　　
　　2．2　装置：①紧固弓丝部分：包括弓丝定位孔架，紧固螺丝，传感器连接板和滑轮。②拉力驱动部分：包括无级变速电机，传感齿轮，传感丝核，移动滑块和固定机座。③测力部分：包括500mg拉力传感器，微波放大器和支架。④记录部分：包括调压器和存储示波器。
　　
　　3　法和步骤
　　
　　3．1　将支架、托槽和各种弓丝用酒精棉擦净吹干并将组装好的支架放于一水平玻璃板上，按事先画好的中心线将自锁托槽固定在支架前方，使其中心与支架中心相吻合。
　　
　　3．2　取0.016Ni－Ti弓丝沿支架中心线将其一端穿入托槽后方传感器上的微孔中，拧紧螺丝，以便压紧弓丝，确保弓丝另一端位于托槽槽沟中心。
　　
　　3．3　将上述弓丝游离端纳入自锁托槽槽沟内，取一段结扎丝，顺时针旋转6圈，将弓丝固定在槽沟内。
　　
　　3．4　旋转电机令固定好的弓丝处于松弛状态。打开已连接好的示波器，旋转电机并使其以1mm/min的速度拉动传感器，继而将拉力传导至弓丝上，通过传感器上的放大器可将受力情况显示在示波器上。
　　
　　3．5　观察示波器上的波形，在拉动过程初始阶段，可见曲线逐渐上升，达到最高值，在弓丝被拉动的一瞬间，曲线突然下降形成一个波峰，记录下峰值和波形图。更换弓丝和托槽，重复上述实验，共得出200组数据。
　　
　　3．6　统计学处理：将数据录入SPSS10.0计算机软件系统进行统计学分析。
　　
　　4　结果
　　
　　4．1　在其他条件相同的情况下，无论与哪种弓丝组合，翼结扎托槽的摩擦力均远大于自锁托槽，二者有极高度显著性差异，P＜0.001。(见表1)
　　
　　
　　4．2　无论与哪种托槽组合，Ni－Ti丝与澳丝和不锈钢方丝进行比较，其摩擦力远大于澳丝和不锈钢方丝。呈现极高度显著性差异，P＜0.001；澳丝与不锈钢方丝进行比较，方丝的摩擦力远大于澳丝的摩擦力，二者有高度显著性差异，P＜0.01。(见表2)
　　
　　
　　5　讨论
　　
　　实验原理：滑块在微电机的驱动下，沿滑道做匀速直线运动(平移)，通过紧固螺钉拖动拉力传感器，使另一端结扎在托槽内的弓丝受拉移动，摩擦力也随之产生，再通过放大器将所产生的信号放大，并将拉力变化的这一动态过程(即规律)由存储示波器显示记录出来(即结果)，以此来表示弓丝与托槽接触面之间摩擦力的变化规律。更换不同托槽及弓丝，完成测试比较。
　　在摩擦力实验中，从微电机拉动弓丝开始，示波器上的波形是逐渐上升的，这是摩擦力逐渐增大的过程。当波形上升到最高峰，即弓丝刚刚移动的一刹那，波形迅速下降，出现一个波峰，这个波峰的值就是最大静摩擦力的值，也是本实验所求的摩擦力值。
　　弓丝直径不完全均匀：在摩擦力实验过程中，我们将拉力传感器上所得的力值，通过放大器放大后，由示波器显示出来。为节省时间并取得更多数值，可在一根弓丝上连续多次做上述实验，即取得一个波峰值后，将微电机停下，稍微后退弓丝，再开动微电机重新拉动弓丝，如此反复多次进行实验，即可在一根弓丝上做出多组数据。结果发现，在其他条件相同的情况下，一根弓丝的不同阶段所得的数据不尽相同。由此可见，弓丝各部位直径或抛光程度并非完全均匀，其存在的差异导致了摩擦力值也略有差异。
　　摩擦力的大小与很多因素如：托槽与弓丝的材质、托槽宽度、弓丝截面宽度、托槽与弓丝之间的粗糙度、二者之间的角度、结扎方式等有关，但此文章主要鉴证新研制托槽的低摩擦性能，因此在实验中并未考虑诸多因素。而且在此基础上更完善的国产自锁托槽正在研制中。