Ortho Tribune China No. 1, 2019
orthocaps隐形矫正系统新概念
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正畸论坛
ORTHO TRIBUNE
香港，2019年3月28日出版
会员资料
第19卷第3期
orthocaps隐形矫正系统新概念
[德国] Wajeeh Khan
历史背景
包裹式矫治器已经在正畸治疗中使用
了九十多年。在早期，这种矫治器的形状像
正位器，是可以同时容纳上下颌牙齿的有槽
沟的整块装置。对于小范围的正畸牙运动，
Remensnyder在1923年介绍了一种橡胶牙龈
按摩器的装置，他后来申请并获得了专利，
称之为“矫治器”。
1945年，Kesling在《美国正畸与口腔外
科》杂志上发表了一篇具有里程碑意义的文
章，标题为“牙齿正位器理论”。在这篇文章
中，Kesling介绍了从石膏铸模中切出牙齿并
用蜡在模型基座上重新定位后，制作一个新
的模型。然后在这个重新进行牙齿定位后的
模型上制作出“正位器”。Kesling在1945年获
得的一项专利中指出，如果牙齿的移动距离
图1：压力点的作用适得其反。
图2：两种材料的弹性差异。
超出了单个矫治器的范围，那么可以依次使
用多个矫治器来移动牙齿。McNamara等人、
Ponitz、Nahoum、Sheridan等人、Rinchuse和
Rinchuse等人还介绍了现代隐形牙套形式的
包裹式矫治器的使用，以此来实现正畸牙的
牙齿移动。
20世纪90年代随着CAD/CAM在牙科中的
普遍应用，使用数字三维扫描仪和快速成型技
术进行隐形牙套的制造变得越来越常规。法国
的一位创新牙医François Duret，早在1983年就
使用CAD/CAM技术制作了假牙和修复单元。
图3：附件类型。
1996年，像Alcañiz等人和Hemayed等人这样的
研究人员分别详细介绍了使用CAD/CAM技术
制作计算机排牙模型和快速制作初始模型，用
于正畸诊断和治疗的情况。
1998年，爱齐公司使用这些CAD/CAM技
术将隐形牙套的生产商业化。尽管隐适美系
统是使用最广泛的系统，但其它一些公司，
包括Ortho Caps，也提供牙齿矫正技术，如
图4：在两颗牙齿上有摩擦垫的CAD模型。
图5：粘接在多颗牙齿上的摩擦垫。
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ORTHO TRIBUNE
16 正畸临床
图6: 病例1
图7: 病例2
OrthoCaps系统。
矫治原理
正畸力的机械传导（力的传递）会引起
组织反应，从而实现正畸牙的牙齿移动。牙
齿和牙周组织无法区分力是由隐形牙套还是
其他类型矫治器提供的。决定正畸牙齿移动
质量和数量的因素很大程度上取决于所使用的
力学系统，包括力的大小、持续时间和动力学
以及潜在的组织反应。因此，矫治器的设计、
热塑性塑料的材料特性以及牙齿与牙套之间的
接触面都有助于建立能够确保牙齿移动的可控
性、有效性和安全性的力学系统。
牙套设计
隐形牙套是可摘式矫治器，因此与固定
矫治器相比有一些固有的缺点。与托槽和金
属矫正弓丝的固定矫正系统相比，其牙套-牙
齿接触面在机械传导正畸力至牙周组织方面的
效率较低。要克服这一缺点，牙套的设计很重
要，这包括使牙套能够很好地抓住牙齿，并允
许牙套与牙齿有最大的表面接触面积。
热塑性塑料的材料性能
有多种热塑性材料可用于制造牙套。这
些材料不仅在成分和厚度上有所不同，而且
在弹性等特性上也有所不同，弹性是牙齿移
动的关键。材料的选择基本上取决于牙齿移
动的类型和数量、所需的力学水平以及牙周
组织的情况和健康状况。
牙套-牙齿接触面
如前所述，为了有效地传递力，创建一
个作用面（接触区域）很重要，从而能够使
力有效传递而不发生衰减，同时能够很好地
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ORTHO TRIBUNE
正畸临床 17
进行方向控制。这需要牙套有精确的贴合度，
刚性材料即使在较低的形变水平（应变）下也
以及用于制造牙套的模型中牙齿表面和牙龈
会发生塑性变形，从而失去其形状，因此无法
组织的精确复制。在这种精确的模型上制造
移动牙齿。这就是为什么对隐形牙套而言非弹
出的牙套就会在牙齿上精确贴合，从而能够
性材料不如弹性材料有效的原因。
很好地抓握住牙齿。
在图2中，材料应力沿y轴绘制。应力的
大小是力（F）（单位：牛顿）除以面积（
orthocaps系统
A）（单位：m2）。材料的应变或变形是以原
OrthoCaps系统的设计是为了解决许多隐
始静止状态的形变百分比来测量的。对于线性
形矫治系统的核心难题，也就是说，隐形牙
变形，计算方法为长度（l）的增加除以初始
套不能在没有机械或定向损失的情况下将力
长度（L）。材料的弹性（弹性模量，E）由
传递到牙齿，以及不能对牙齿移动实现很好
曲线的梯度表示，并通过应力除以应变进行计
地三维控制（X、Y和Z轴平移以及X、Y和
算，如下式所示：E = (F/A) / (∂l/L)。
图8: 病例3
Z轴旋转）。
因此，该系统强调了弹性材料在牙套
制造中的应用。在整个治疗过程中，OrthoCaps系统（双牙套）还为每个治疗步骤使用两
种不同类型的牙套。该技术可以通过为晚上或
白天（白天/夜间）佩戴的牙套选择不同厚度
的弹性材料来确保产生最佳的矫治力。
牙套设计
在OrthoCaps系统中，牙套的贴合度至
关重要。我们认为对牙套设计如压力点、
凹痕、刻痕，或某些类型的结构，如在某些
其他系统中用于将力引导到临床牙冠的某些
区域的power ridges等方面的修改，作用是
适得其反的。这些修改会导致牙齿和牙套
之间产生空间和空隙（图1），从而降低牙
套对牙齿的抓控力。因此，orthocaps牙套
的主要设计特点是能够完全包裹住牙齿。
使牙齿能够与牙套的软内层发生最大的表
面接触，其内层比坚硬的外壳（层）更有
弹性。高压热成型技术也有助于将牙套材
料流动到牙齿间区域，从而增加与牙套的
表面接触面积。
热塑性材料
材料的弹性是实现对牙齿移动控制最重
要的性能。牙套材料的弹性形变产生牙齿移
动所需要的力。弹性材料可以在较大程度上发
生形状变化而不失去其形状或形态。这种形变
是由制作牙套的预制模型上牙齿的位置与牙齿
实际的位置之间的差距产生的。如果牙套的材
料是弹性的，我们将牙套摘下来时，牙套就能
够完全恢复原来的形状。这就意味着牙套还是
有力的可以继续释放力量直到其恢复其初始形
态，从而能够有效移动牙齿。相反，非弹性和
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ORTHO TRIBUNE
18 正畸临床
弯曲、拉伸或使材料变形超过其弹性
附件
极限会导致材料发生塑性变形。必须记住，
许多类型的附件都可以用来提高ortho-
弹性是一个材料常数，并不依赖于材料的厚
caps的牙齿移动效率。软质弹性材料的使用使
度或几何形状。无论材料的厚度或形状如
我们更加容易使用无法在刚性硬质材料中使
何，相同程度的弯曲或应变都会导致其永
用的附件类型。这些附件类型如图3所示。
久变形。
因此，正畸运动是由使弹性材料恢复其
图9: 病例4
摩擦垫
原始状态或形状的反弹力引起的。该力与材
除了常规附件，还有一种新型附件，
料所受的面积、弹性模量和反挠度或应变成
即摩擦垫，是由德国的OrthoCaps中心研发
正比，前提是材料的应变不超过其弹性极限，
的。该摩擦垫是粘接在牙面的扁平纹理表
如图2所示 F = AE(∂l/L)。
面，以增加牙套内表面与牙齿之间的摩擦。
使用摩擦垫的好处是，因为其厚度只有一毫
米，在正常情况下几乎看不见，因此患者更
容易接受。图4显示了在两颗牙齿上有摩擦
垫的CAD模型。
附件或摩擦垫通过间接粘接技术粘接到
牙齿上。将预成型的附件或摩擦垫放置在第
一副牙套中发送给临床医生，以便进行间接
粘合。图5显示了粘接在多个牙齿上的摩擦
垫。如图片所示，只有仔细检查才能够发现
摩擦垫。摩擦垫相对于常规附件的美学优势
使得这种类型的粘接固位装置更容易被进行
隐形矫正的患者接受。
临床病例：治疗前后对比
病例1
年轻成年女性患者，上下颌拥挤伴深
覆颌，治疗时间18个月以上（图6）。使用
OrthoCaps Pro系统进行矫正，没有使用任何
辅助装置。
病例2
青少年女性患者，安氏二类错颌，深覆
合，治疗时间两年多（图7）。使用OrthoCaps
Pro系统进行矫正，没有使用任何辅助装置。
在治疗结束时，使用正位器进行主动保持。
病例3
45岁女性患者，首先使用种植体支抗进
行了磨牙的远中移动，然后使用orthocaps 牙
套纠正深覆盖和中线偏斜，总的治疗时间为
28个月（图8）。
病例4
12岁儿童患者，在混合牙列就开始使用
orthocaps Kids进行矫正（图9）。最后阶段
的治疗是使用OrthoCaps Pro完成。整个治疗
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ORTHO TRIBUNE
过程中没有使用任何辅助装置，总的治疗时
正畸临床 19
8. 临床医师在治疗过程中发现问题的经
验和能力；
间为30个月。
9. 将治疗分为几个阶段，包括在治疗过
病例5
程中定期对治疗进展进行评估（重叠和偏差分
33岁女性患者，后牙拥挤，治疗时间为
析），以及患者的治疗动机和配合情况。
28个多月（图10）。拔除右上第一磨牙，使
随着美观正畸治疗需求量的增加，隐形
用orthocaps牙套近中移动第二磨牙关闭拔牙
牙套在正畸治疗中有很大的优势。然而，像
间隙。在治疗结束阶段，OrthoCaps提供了一
隐形牙套一样的可摘式矫治器的固有缺点对
种舌侧辅助装置，由四个舌侧托槽和一根预
提高其效率提出了巨大挑战。orthocaps 系统
结扎的镍钛金属丝组成，放在间接粘接导板
正在努力解决这一问题。
上进行间接粘接。随后的牙套设计为不移动
前磨牙，同时直立第二磨牙。这一设计为有
编者按：参考文献列表可从出版方获
图 10: 病例5
取。OT
效直立第二磨牙提供了支抗。
结论
在满足以下条件的情况下，我们可以克
服隐形牙套的力学局限，并且即使在复杂的
病例中，也可以在一定程度上实现理想的正
畸牙齿移动：
1. 对隐形牙套力学局限性的了解；
2. 配合使用辅助装置（微螺钉、扩弓装
置和部分固定矫正装置）；
3. 使用弹性热塑性材料，以避免在治疗
过程中牙套发生塑性变形，同时优化矫正力
学水平（轻力）；
4. 在数字扫描中准确复制齿间区域，以
实现最大面积的牙套-牙齿接触；
5. 高压热成型技术，以实现更好的牙套
贴合度；
6. 对治疗分步进行合理的设计（调整每
个步骤的移动量）；
7. 使用和放置合适的附件和摩擦垫，以
提高牙套的抓控力；
作者信息
Wajeeh Khan
医生
正畸专家，
在 德 国 Hamm经
营一家私人正
畸 诊 所 。 OrthoCaps的总经理和首席执行官。德国正畸学
会、法国正畸学会、Deutsche Gesellschaft
für舌侧正畸学会（德国舌侧正畸学会）
和美国正畸学会的成员。世界正畸医师
联合会会员。经常在欧洲进行专题讨论
会并在大学进行讲课。联系方式：info@
orthocaps.de. www.orthocaps.de。
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