Đánh giá hiệu quả điều trị sai khớp cắn loại II do lùi xươnghàm dưới có sử dụng khí cụ chức năng cố định forsus

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sự di chuyển răng trong chỉnh nha là kết quả của việc tác dụng lực lên
răng thông qua các khí cụ được gắn vào răng. Điều trị chỉnh nha chính là tác
dụng lực lên răng từ các loại khí cụ chỉnh nha khác nhau. Răng và những cấu
trúc nâng đỡ xung quanh đáp ứng với những lực này thông qua một phản ứng
sinh hóa phức tạp mà kết quả là tạo ra sự di chuyển của răng trong xương hàm
[13]. Để đạt được đáp ứng sinh học mong muốn, cần phải tác dụng chính xác
lực kích thích với cơ học phù hợp. Từ lâu, các nhà khoa học đã cố gắng
nghiên cứu về lĩnh vực này và áp dụng thành công trong điều trị chỉnh nha.
Nền tảng của điều trị chỉnh nha nằm ở sự áp dụng lâm sàng các khái
niệm sinh cơ học. Cơ học là môn học mô tả các ảnh hưởng của các lực lên các
vật thể; sinh cơ học được coi là ngành khoa học của cơ học trong mối tương
quan với các hệ thống sinh học [25]. Thời gian điều trị chỉnh nha thường kéo
dài được tính theo đơn vị hàng năm, trung bình khoảng 2 năm hoặc có thể lâu
hơn. Người ta cho rằng thời gian kéo dài là do cần thời gian để chỉnh sửa
những tác dụng phụ (di chuyển răng không mong muốn) xảy ra trong quá
trình điều trị. Điều trị không hiệu quả hoặc thời gian kéo dài hơn dự tính có
thể bắt nguồn từ sự áp dụng kĩ thuật không chính xác của nha sĩ cũng như từ
sự hợp tác kém của bệnh nhân [13], [354]. Nắm bắt được các nguyên lí sinh
cơ học và các yếu tố ảnh hưởng đến sinh cơ học sẽ làm phát huy các yếu tố có
lợi và hạn chế các yếu tố bất lợi cho di chuyển răng, rút ngắn thời gian điều
trị, giảm bớt các tác dụng không mong muốn. Bên cạnh đó, các hệ thống sinh
cơ học trong điều trị chỉnh nha rất phức tạp và biến đổi, việc áp dụng lực
không phù hợp có thể làm giảm sự biến đổi trong đáp ứng điều trị. Do vậy, sự


2

hiểu biết các nguyên lí cơ học chi phối các lực là rất cần thiết cho việc kiểm
soát điều trị chỉnh nha.
Chính vì vậy, nhằm mục đích hiểu sâu hơn về cơ chế di chuyển răng,
nguyên lý sinh cơ học và yếu tố ảnh hưởng đến chúng trong điều trị chỉnh
nha, chúng tôi thực hiện chuyên đề này với hai nội dung sau:
1. Các kiểu di chuyển răng, cCơ chế sinh học và các yếu tố ảnh hưởng
trong di chuyển răng do nắn chỉnh.
2. trong nắn chỉnh răng và Nnguyên lý cơ học của khí cụ gắn chặt
kiểm soát di chuyển răng.
Cơ chế sinh học và các yếu tố ảnh hưởng trong di chuyển răng do nắn
chỉnh.


3

NỘI DUNG

1. Các kiểu di chuyển răng, cơ chế sinh học và các yếu tố ảnh hưởng
trong di chuyển răng do nắn chỉnh I- Các kiểu di chuyển răng trong nắn
chỉnh răng và nguyên lý cơ học của khí cụ gắn chặt kiểm soát di chuyển
răng:NÊN CHO SINH CƠ HỌC GẮN VỚI DI CHUYỂN RĂNG CÒN
KIỂM SOÁT CHO SANG MỤC SAU HOẶC ĐỂ RIÊNG PHẦN SINH
CƠ HỌC THÌ Ở NGAY SAU PHẦN CÁC KHÁI NIỆM VẬT LÍ
1. Các kiểu di chuyển răng trong nắn chỉnh răng:
1.11. Các khái niệm vật lý áp dụng trong nắn chỉnh răng:PHẦN NỲ TÁCH
RA LÀM PHẦN RIÊNG, KHÔNG ĐỂ TRONG PHẦN CÁC KIỂU DI
CHUYỂN RĂNG
1.1.11. Trung tâm cản:
Tất cả các vật thể đều có một trọng tâm gọi là trung tâm cản. Đây là
điểm mà bất cứ lực nào đặt tại đó đều làm nó chuyển động tịnh tiến mà không

xoay, có nghĩa là trọng tâm của một vật là “điểm cân bằng”.


4

Hình 1-1: Trung tâm cản.
[3TLTK54]
A. Trọng tâm của một vật tự do.
B. Trung tâm cản nhìn từ trên.
C. Trung tâm cản nhìn từ mặt nhai.
D. Trung tâm cản nhìn từ mặt gần.

Một răng với hệ thống nha chu nâng đỡ xung quanh thì không phải là
một vật thể tự do vì nó bị giữ lại bởi mô nha chu. Trung tâm cản tương tự như
trọng tâm đối với những vật thể không tự do và cũng tương đương với “điểm
cân bằng” của nó. Đối với riêng một răng, một nhóm răng, toàn bộ cung răng,
hay xương hàm đều có những trung tâm cản của riêng chúng.

Hình 1-2: Trung tâm cản của
nhóm 2 răng và của hàm trên [13]

Trung tâm cản của một răng phụ thuộc vào độ dài và hình thể chân
răng, số lượng chân răng, và độ cao của mào xương ổ răng (Hình 1-3). Vị trí
chính xác của trung tâm cản của một răng được xác định không hề đơn giản.
Tuy nhiên, các nghiên cứu phân tích đã xác định rằng trung tâm cản của răng
một chân với độ cao xương ổ răng bình thường là khoảng 1/4 tới 1/3 khoảng
cách từ đường nối men-xi măng tới chóp chân răng [41], [52]. Trung tâm cản


5

của các xương mặt (chính là khối xương hàm trên), toàn bộ cung răng, hay
một nhóm răng cũng có thể ước lượng được [13]. Những nghiên cứu phân
tích và thử nghiệm cho thấy rằng trung tâm cản của xương hàm trên hơi ở
dưới hơn so với phần ổ mắt của nó, ở về phía xa của chân răng cửa bên đối
với các di chuyển làm lún các răng trước hàm trên [41].

Hình 1-3: Vị trí trung tâm cản phụ
thuộc vào chiều cao xương ổ răng .
[25]
B. Vị trí trung tâm cản khi mất
xương ổ răng.
C. Vị trí trung tâm cản khi chân
răng ngắn.
Dù không biết vị trí chính xác của nó, việc nhận biết được khái niệm
trung tâm cản của một răng (hay nhóm răng) khi lựa chọn và sử dụng các khí
cụ chỉnh nha là rất quan trọng. Mối quan hệ giữa hệ thống lực tác động lên
răng đối với trung tâm cản quyết định kiểu di chuyển của răng.
1.1.1.2. Lực và hợp lực:
Sự tác động của lực chính là nguyên nhân gây ra sự di chuyển răng. Lực
là những đại lượng tác dụng lên vật thể. Đơn vị của nó là Newton hay g x mm/s
[64]. Gam thường được dùng thay cho Newton trong chỉnh nha lâm sàng [25].
Lực chỉnh nha được tạo ra bởi nhiều cách khác nhau như sự biến dạng của dây,
hoạt động của các lò xo và chun là những phương pháp thường áp dụng.


6

Hình 1.4: Vectơ lực tổng hợp [25]
Gộp nhiều vectơ với nhau được thực hiện qua phép cộng vectơ (Hình

1-4). Tổng của 2 hay nhiều vectơ được gọi là vectơ tổng. Ngược lại, vectơ có
thể được phân tích thành nhiều thành phần. Phân tích một lực theo ba thành
phần dọc theo trục x, y, z có thể hữu ích trong việc cộng vectơ. Trên lâm sàng,
phân tích các thành phần nằm ngang, đứng dọc và đứng ngang của một lực
giúp hiểu rõ hơn về hướng di chuyển răng.

Hình 1.5: Vectơ thành phần [25].
1.1.1.3. Mô men của lực:
Lực chỉnh nha hay đặt ở thân răng. Do đó, lực tác dụng thường không
đi qua trung tâm cản của răng. Lực không đi qua trung tâm cản không chỉ đơn
thuần gây ra di chuyển tịnh tiến, mô men của lực sẽ gây ra các chuyển động


7

xoay. Mô men của lực là xu hướng làm xoay vật của một lực. Nó được xác
định bằng cách nhân độ lớn của lực với khoảng cách vuông góc tính từ trung
tâm cản đến giá của lực.

Hình 1.6: Mô men của lực. Lực
không qua trung tâm cản sẽ tạo ra
chuyển động xoay như hình bên
[25].

Hướng của mô men lực đi theo đường vòng từ trung tâm cản đến điểm đặt
của lực. Đơn vị đo của nó là gam-mm (Newton-mm). Người ta thường ít nhận ra
tầm quan trọng của mô men lực trong chỉnh nha lâm sàng nhưng thực ra rất cần
hiểu biết về nó để phát triển các thiết kế khí cụ sao cho hiệu quả cao [25].
Một phương pháp khác để đạt được chuyển động xoay là thông qua mô
men đôi. Một cặp gồm hai lực song song với độ lớn bằng nhau theo hai hướng

ngược nhau và cách nhau một khoảng cách (tức là giá của chúng khác nhau).
Độ lớn của cặp này được tính bằng cách nhân độ lớn của lực với khoảng cách
giữa chúng; đơn vị vẫn là g-mm. Hướng xoay được xác định bởi hướng của
mỗi lực quanh trung tâm cản đối với điểm đầu của lực đối diện. Cặp lực này
sẽ gây ra chuyển động xoay đơn thuần quanh trung tâm cản dù cho tác dụng
cặp lực này ở bất cứ đâu trên vật thể.


8

Hình1-7: Moment của một cặp
lực. Một cặp lực chỉ sinh ra
chuyển động xoay đơn thuần
quanh trung tâm cản [77]

Hình1-8: Ví dụ một cặp lực trên
lâm sàng [77]
A. Khi dây đặt vào góc mắc cài
B. Khi dây chữ nhật đặt vào
rãnh mắc cài.

Cặp lực thường được coi như tác động mô men trong chỉnh nha. Torque
là một từ đồng nghĩa với mô men (cả mô men lực và cặp lực). Độ uốn của dây
hay góc nghiêng của rãnh mắc cài thiết kế sẵn là những phương pháp sử dụng
để sinh ra mô men, tức là hình dạng của dây và mắc cài, chúng là thành phần
tạo ra chuyển động xoay của hệ thống lực và các khí cụ [25].
1.1.1.4. Hệ thống lực tương đương
Sự xuất hiện lực hay cặp lực (mô men, torque) thường xảy ra ở mắc cài.
Dây, chun và lò xo gắn với răng nhờ mắc cài. Một cách hữu ích để tiên đoán
kiểu di chuyển răng khi sử dụng khí cụ là xác định hệ thống lực tương đương

9

ở trung tâm cản của răng. Sự tương đương là một khái niệm mô tả hay xác
định một hệ thống thay thế có độ lớn của lực và mô men bằng với lực và mô
men tại điểm đặt của chúng, thường là ở mắc cài. Phép phân tích này sẽ đi tìm
hệ thống lực tại trung tâm cản mà tương đương với hệ thống lực được sử
dụng. Hệ thống lực tại trung tâm cản phản ánh chính xác kiểu di chuyển răng.
Một hệ thống lực đặt ở trung tâm cản chỉ làm răng chỉ chuyển tịnh tiến
(không xoay), trong khi một cặp lực lại gây ra chuyển động xoay [13].

Hình 1-9: Hệ thống lực tương
đương tại trung tâm cản [77].
A. Hệ thống lực tại mắc cài.
B. Hệ thống lực tại trung tâm
cản mô tả kiểu di chuyển
răng mong muốn.

Xác định hệ thống lực tương đương ở trung tâm cản khá đơn giản
(Hình 1-9). Đầu tiên các vectơ lực được đặt lại vào trung tâm cản. Mức độ
di chuyển tịnh tiến của vectơ lực không phục thuộc vào vị trí của nó trên
vật thể; chỉ đơn giản là ta đặt lại vectơ vào trung tâm cản, giữ nguyên độ
lớn và hướng. Tính mô men lực như đã mô tả ở trên; vì lực ở mắc cài cũng
sinh ra một mô men lực, mô men này bằng với độ lớn lực nhân với khoảng
cách từ điểm đặt đến trung tâm cản. Độ lớn và hướng của cặp lực cũng
không phụ thuộc vào vị trí của chúng. Cặp lực được coi là các vectơ tự do,
ảnh hưởng của chúng lên vật thể cũng không phụ thuộc vào vị trí, và
chúng luôn tạo ra chuyển động xoay quanh trung tâm cản của vật thể. Do
đó, cả mô men lực và mô men tác động vào đều có thể được đặt ở trung

10

tâm cản. Cuối cùng, mô men lực và mô men tác động được cộng gộp để
các định mô men của hệ thống. Hệ thống lực này sẽ mô tả sự di chuyển
theo tính toán của răng. Bằng cách xác định hệ thống lực tương đương, rõ
ràng là di chuyển răng theo ý muốn và tính toán định sẵn yêu cầu phải
nhận biết được cả lực và mô men tác động.
1.2. Các kiểu di chuyển răng trong nắn chỉnh răng
Sự di chuyển răng được phân loại thành 4 loại cơ bản: Nghiêng răng,
tịnh tiến, di chuyển chân răng và xoay răng. Mỗi loại di chuyển đều là kết quả
của việc áp dụng các lực và mô men khác nhau (xét về độ lớn, hướng hay
điểm đặt). Mối quan hệ giữa hệ thống lực tác dụng và kiểu di chuyển răng có
thể mô tả bằng tỉ lệ mô men/lực. Tỉ lệ mô men/lực của lực và mô men tác
dụng xác định kiểu di chuyển hay trung tâm xoay [25], [86], [77]. Sự di
chuyển xảy ra phụ thuộc vào tỉ lệ mô men/lực và tình trạng của mô nha chu:
chân răng ngắn hay giảm độ cao của xương ổ răng sẽ làm thay đổi kiểu di
chuyển dựa trên tỉ lệ mô men/lực này.


11

1.2.1. Nghiêng răng
Nghiêng răng là sự di chuyển của răng trong đó thân răng di chuyển
nhiều hơn chân răng. Tâm xoay của chuyển động nằm về phía chóp so với
trung tâm cản. Nghiêng răng có thể được phân loại nhỏ hơn dựa trên vị trí của
tâm xoay thành nghiêng răng có kiểm soát và không kiểm soát. Nghiêng răng
không kiểm soát là nghiêng răng với tâm xoay nằm giữa trung tâm cản và
chóp chân răng. Nghiêng răng có kiểm soát là nghiêng răng với tâm xoay ở

chóp chân răng.
1.2.1.1. Nghiêng răng không kiểm soát
Một lực hướng về phía lưỡi theo hướng ngang ở vị trí ngang với một
mắc cài sẽ gây ra chuyển động của chóp chân răng và thân răng theo hai
hướng đối nhau. Đây là kiểu di chuyển răng đơn giản nhất (thân răng chỉ đơn
giản là bị đẩy hoặc bị kéo), nhưng thường là không mong muốn, được gọi là
nghiêng răng không kiểm soát.
Hình 1-10: Nghiêng răng không
kiểm soát [354].
A. Nghiêng răng không kiểm
soát được sinh ra bởi một lực
đơn

thuần

(không

có

moment).
B. Lực nén lên dây chằng nha
chu, chóp răng di chuyển
ngược chiều với thân răng


12

Hình 1-10B minh họa điển hình một lực nén sinh ra bởi nghiêng không
kiểm soát. Lực nén không đồng bộ và lớn nhất là ở chóp chân răng và thân
răng. Tỉ lệ mô men/lực ở kiểu di chuyển răng này là 0:1 tới xấp xỉ 5:1 [25].

Trong một số trường hợp, nghiêng răng không kiểm soát có ích, ví dụ
như bệnh nhân sai khớp cắn loại II tiểu loại 2 và loại III, các răng cửa mọc
thẳng quá mức cần phải ngả ra trước.
1.2.1.2. Nghiêng răng có kiểm soát
Hình 1-11: Nghiêng răng có kiểm soát
[354]
A. Nghiêng răng có kiểm soát khi
trung tâm cản ở chóp răng.
B. Lực nén lên dây chằng nha chu

trong nghiêng răng có kiểm soát,
nhiều nhất ở viền cổ răng
Tỉ lệ mô men/lực là 7:1 thường là đủ cho sự di chuyển nghiêng răng có
kiểm soát. Lực nén xuất hiện ở dây chằng nha chu trong kiểu di chuyển này. Lực
nén ở chóp chân răng là tối thiểu, giúp duy trì vị trí phù hợp của chóp răng, và sự
tập trung của lực nén ở vùng cổ cho phép răng di chuyển từ từ [25]. Ở những
bệnh nhân có răng cửa hàm trên chìa nhiều, chân răng thường đã ở vị trí đúng
không cần phải di chuyển. Di chuyển chủ yếu xảy ra ở phần thân răng.
1.2.2. Di chuyển tịnh tiến
Sự di chuyển răng tịnh tiến còn được gọi là “sự di chuyển toàn thể”. Sự
di chuyển tịnh tiến diễn ra khi chân răng và thân răng di chuyển với khoảng
cách bằng nhau và theo cùng hướng. Tâm xoay coi như ở xa vô tận.


13

Hình 1-12: Di chuyển tịnh
tiến [354].
A. Sự tịnh tiến hay sự di
chuyển toàn thể.

B. Lực nén đồng đều lên
dây chằng nha chu
khi di chuyển tịnh
tiến.
Một lực nằm ngang tác động vào trung tâm cản của một răng sẽ tạo ra
kiểu di chuyển này. Tuy nhiên điểm đặt lực lên mắc cài luôn ở xa trung tâm
cản . Như khi di chuyển nghiêng răng có kiểm soát, sự di chuyển toàn tịnh
tiến cần tác dụng một lực và một cặp lực ở mắc cài. So với nghiêng răng có
kiểm soát, độ lớn của cặp lực tác dụng phải tăng lên để duy trì độ nghiêng của
trục răng. Tỉ lệ mô men/lực là 10:1 là đủ để tạo ra kiểu di chuyển này. Trong
kiểu di chuyển răng này, lực nén là đồng bộ lên mô nha chu [25].
1.2.3. Di chuyển chân răng
Thay đổi độ nghiêng của trục răng bằng cách di chuyển chóp chân răng
trong khi vẫn giữ nguyên vị trí thân răng được gọi là sự di chuyển chân răng.
Hình 1-13: Di chuyển chân
răng [354]
A. Di chuyển chân răng khi
trung tâm cản nằm ở rìa
cắn.
B. Lực nén lên dây chằng nha
chu khi di chuyển chân răng
nhiều nhất ở chóp răng.


14

Tâm xoay của răng nằm ở rìa cắn hoặc mắc cài. Di chuyển chân răng
đòi hỏi tăng độ lớn của cặp lực tác dụng. Tỉ lệ mô men/lực là 12:1 hoặc lớn
hơn sẽ gây ra sự di chuyển chân răng [25]. Lực nén phân bố trong mô nha chu
lớn nhất ở vùng chóp chân răng với kiểu di chuyển này. Lực nén ở vùng chóp

phải đủ để gây ra tiêu xương thì sự di chuyển mới xảy ra. Sự tập trung của lực
nén có thể tạo ra sự tiêu xương thoái hóa kính, khiến tốc độ di chuyển răng
chậm lại. Điều này làm chậm di chuyển chân răng và có thể lợi dụng để làm
tăng thêm neo chặn.
1.2.4. Xoay răng
Sự xoay đơn thuẩn một răng cần một cặp lực. Khi không có lực nào tác
động vào trung tâm cản, di chuyển xoay răng xảy ra. Trên lâm sàng người ta
thường cần sự di chuyển này nhất khi cần xoay lại răng bị xoay [86].

Hình 1-14: Xoay răng. Xoay đơn
thuần xảy ra quanh trung tâm cản
của răng [354]
2. Nguyên lý cơ học của khí cụ gắn chặt kiểm soát di chuyển răng
Như ta đã biết, tỷ lệ mô men/lực khác nhau sẽ quyết định kiểu di
chuyển răng khác nhau [7]. Với mỗi bệnh cảnh lâm sàng và từng vị trí lệch
lạc răng sẽ cần kiểu di chuyển răng phù hợp. Điều trị nắn chỉnh răng tối ưu
phải đạt được di chuyển răng mong muốn trong thời gian ngắn nhất và tránh
tối đa các di chuyển răng không mong muốn. Trên thực tế không có một thiết


15

kế hay thông số của khí cụ nào có thể tự động thực hiện được các mục tiêu
điều trị và cũng không có một kế hoạch điều trị nào có thể áp dụng chung cho
tất cả các trường hợp lâm sàng. Do đó, việc áp dụng tốt các khái niệm sinh cơ
học vào lựa chọn và thiết kế các khí cụ chỉnh nha sẽ cải thiện kết quả của điều
trị [8]. Thiết kế khí cụ gắn chặt sao cho kiểm soát tốt các trường hợp di
chuyển răng là mục đích nghiên cứu của các nhà sản xuất vật liệu từ xưa đến
nay. Khí cụ đòi hỏi tạo ra lực liên tục trong suốt thời gian sử dụng khí cụ. Sự
liên tục của lực có thể đạt được theo một hay nhiều cách sau: (1) làm giảm tiết

diện dây; (2) tăng khoảng cách liên mắc cài; (3) tạo các loop trên dây; (4) sử
dụng hợp kim nhớ (memory alloy).
2.1. Giảm tiết diện dây
Cách này hay được sử dụng nhất. Ưu điểm của dây nhỏ là độ mềm dẻo
sẽ làm giảm độ mắc giữ vào mắc cài, đặc biệt là ở những giai đoạn đầu của
điều trị các răng lệch lạc. Tuy nhiên tiết diện càng nhỏ thì càng khó kiểm soát
răng theo ba chiều không gian.
Dây tiết diện lớn sẽ lưu giữ và kiểm soát vị trí răng tốt hơn nhưng đồng
thời mức độ chịu lực-uốn vặn và độ lớn của lực sẽ cao. Tiết diện lớn và hình
chữ nhật cho pháp kiểm soát tốt vị trí của răng theo ba chiều không gian như
ở các mắc cài thiết kế hiện đại. Nhưng khi tăng độ lớn, khoảng hoạt động sẽ
bị giảm do tăng mức độ chịu lực-uốn vặn. Điều này sẽ giúp kiểm soát tốt
trong giai đoạn cuối của điều trị khi cần di chuyển răng ít và chi tiết. Dây kích
thước lớn cũng có thể được sử dụng như các đơn vị neo chặn trong giai đoạn
đầu của điều trị.
2.2. Tăng khoảng cách liên mắc cài
Khoảng cách liên mắc cài giảm làm giảm mức độ chịu lực-uốn vặn và
giúp tạo lực liên tục, kiểm soát sự di chuyển răng tốt hơn. Dây dài hơn sẽ dẫn
đến mềm dẻo hơn. Nhiều thiết kế mắc cài giúp tăng khoảng cách liên mắc cài


16

để tạo ra được các lực liên tục. Sự áp dụng lâm sàng nguyên lí này giúp thực
hiện được những sự di chuyển lớn mà chỉ cần dùng một lò xo hay đòn bẩy từ
một ống phụ ở răng hàm lớn thứ nhất.
2.3. Các loop ở trên dây
Trước khi có các hợp kim nhớ (memory alloy), một trong những cách
phổ biến để làm giảm mức độ chịu lực-uốn vặn là phối hợp các loop trong khí
cụ. Hầu hết các loop được sử dụng trong chỉnh nha đề là các loop đơn giản,

chỉ làm tăng số lượng của vật liệu dây, bằng cách đó làm giảm mức độ chịu
lực –uốn vặn. Tuy nhiên để có hệ thống khí cụ cơ sinh học đúng đắn, cần phải
hiểu thiết kế loop như thế nào để làm giảm hiệu quả mức độ chịu lực-uốn vặn
và sự biến dạng dây.
2.4. Hợp kim lưu
Một trong những thành tựu nổi bật nhất trong thực hành lâm sàng chỉnh
nha trong 15 năm qua là sự phát minh ra hợp kim lưu, như là Niken-Titan, để
làm giảm hiệu quả mức độ biến dạng của dây [9]. Hiện tại, những dây hợp
kim lưu có kích thước lớn được dùng sớm hơn trong điều trị để kiểm soát di
chuyển răng tốt hơn. Dây Niken-Tian có môđun đàn hồi nhỏ hơn đáng kể so
với dây thép không gỉ (dây Stainless Steel-SS). Làm giảm môđun đàn hồi bao
nhiêu thì giảm mức độ biến dạng của dây bấy nhiêu.
Tỉ lệ mô men/lực quyết định sự di chuyển răng. Một lực đơn thuần đặt
vào thân răng hay mắc cài sẽ tạo ra sự nghiêng răng không kiểm soát, làm cho
chân và thân di chuyển ngược chiều nhau. Tác dụng mô men đơn thuần (cặp
lực) làm xoay răng quanh trung tâm cản. Khi kết hợp đồng thời cả mô men và
lực để tạo ra các kiểu di chuyển răng. Trong nhiều tình huống lâm sàng, mô
men được sinh ra bởi sự kết hợp dây-mắc cài, trong khi lực tạo ra từ chun hay
lò xo [10].


17

Điểm đặt lực là rất quan trọng, nhưng lại ít khi được chú ý, là điều cơ
bản đầu tiên của một thiết kế khí cụ. Điểm đặt lực và hướng lực liên quan tới
trung tâm cản có ảnh hưởng quan trọng tới kiểu di chuyển răng. Các lực tác
động ở khoảng cách xa trung tâm cản sinh ra mô men của lực, tạo ra các di
chuyển răng không mong muốn.

Hình 1-15: Trục nghiêng của răng cửa và vị trí của điểm đặt lực lên sự di

chuyển răng. Một lực làm lún lên một răng cửa với A- trục răng bình
thường B- trục răng thẳng, C- răng ngả trước và D- răng ngả sau.
Ví dụ như đối với răng cửa, thường có bốn kiểu độ nghiêng răng cửa khác
nhau: độ nghiêng lí tưởng (bình thường); trục dựng thẳng; răng ngả trước, răng
ngả sau. Trong cả bốn ví dụ đều là các lực làm lún thẳng đứng. Khoảng cách
giữa đường tác dụng lực càng xa về phía môi so với trung tâm cản thì mô men
càng lớn, làm cho chân răng di chuyển về phía lưỡi và thân răng về phía môi.
Ngược lại trong trường hợp lực làm lún răng theo chiều đứng tác động vào một
răng bị ngả trong quá mức lại sinh ra mô men sẽ làm răng nghiêng vào phía lưỡi
nhiều hơn thay vì cải thiện nó vì điểm đặt của lực nằm về phía lưỡi so với trung
tâm cản. Như vậy, hướng và độ lớn của lực đều như nhau nhưng trục răng khác
nhau dẫn tới kiểu đáp ứng của răng khác nhau.
2.5. Bản chất của sự di chuyển răng theo dây cung chỉnh nha


18

Dây cung chỉnh nha trong điều trị đóng vai trò như một lò xo hoặc một
hướng dẫn. Lực cần thiết để uốn dây vào mắc cài tạo ra năng lượng hoạt hóa
tạo ra sự di chuyển răng. Trong giới hạn đàn hồi, sự căng của dây là tác động
tương hỗ của sức căng lên mô nha chu nâng đỡ răng. Một loạt các nhân tố có
tương tác và ảnh hưởng tới đáp ứng lâm sàng này.
Khi dây cung nằm trong các rãnh của các mắc cài, dùng một lò xo kéo
giãn hoặc một sợi chun, tác dụng một lực vào các mắc cài, song song với dây.
Lực này sẽ kéo răng, gây nên sự nghiêng răng. Khi nó nghiêng, mắc cài sẽ
tiếp xúc với dây. Mắc cài sẽ tạo ra lực lên dây và dây sẽ tạo ra lực đối lại và
bằng lực đó lên mắc cài. Do răng bị giữ lại bởi các cấu trúc nha chu nâng đỡ,
sự di chuyển sẽ không xảy ra cho tới khi có các phản ứng sinh học tái cấu trúc
xương. Mô men của lực tác dụng là tích của độ lớn lực nhân với khoảng cách
từ nó tới trung tâm cản của răng. Tại mắc cài, mô men này sẽ “xoắn vặn dây”.

Sự xoắn vặn của mắc cài lên dây phụ thuộc vào các tính chất của dây (như
kích thước, hợp kim, khoảng cách liên mắc cài). Đối với một dây rất cứng thì
sẽ có rất ít hoặc không có sự uốn vặn dây xảy ra. Khi đó mắc cài chỉ trượt dọc
theo dây.
Cơ chế trượt thì phức tạp hơn. Lực ma sát cản trở di chuyển trượt. Lực
ma sát bằng tích của phản lực (lực xuất hiện khi ép hai bề mặt vào nhau) và
hệ số ma sát. Hệ số ma sát phụ thuộc vào vật liệu/bề mặt tiếp xúc và sự có
mặt của các chất bôi trơn, và khác nhau khi nằm yên (không chuyển động) và
khi chuyển động. Độ lớn lực ma sát không phụ thuộc vào diện tích bề mặt tiếp
xúc. Lực ma sát làm chậm lại hay làm giảm lực tác dụng, làm giảm hiệu quả
di chuyển của lực. Do dây vẫn được sử dụng như một đường ray cho răng
trượt vào đúng vị trí nên lực ma sát không thể bị loại trừ. Làm giảm phản lực
hay hệ số ma sát sẽ làm giảm lực ma sát.


19

Để di chuyển trượt có hiệu quả, dây cứng sẽ ngăn cản sự nghiêng răng
hơn dây mềm. Khi định di chuyển trượt trên dây mềm, cần dùng lực rất nhẹ
để kiểm soát sự nghiêng của răng. Đối với các trường hợp tương tự, dùng mắc
cài rộng sẽ tạo ra ít phản lực hơn so với mắc cài hẹp; do đó lực ma sát sẽ giảm
hơn so với mắc cài rộng.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khoảng hoạt động giữa dây và các mặt
mắc cài, kĩ thuật buộc, sự di động vốn có của răng trong dây chằng nha chu
đều góp phần làm thay đổi bề mặt giữa dây-mắc cài, và do đó dẫn tới sự thay
đổi thường xuyên sự chịu lực. Ăn nhai và cắn tạo ra các rung động lên răng,
có khả năng làm ngắt quãng sự tiếp xúc tức thời giữa dây và mắc cài. Khi đó,
hiệu ứng ma sát sẽ mất, răng được tự do di chuyển phù hợp với lực tác động
lên nó (bao gồm lực chỉnh nha và lực đối kháng từ mô nha chu).
II. Cơ chế sinh học và các yếu tố ảnh hưởng trong di chuyển răng do nắn

chỉnh1.3. Cơ chế sinh học trong nắn chỉnh răng
1.3.1. Khái niệm chung:
Cơ chế sinh học trong di chuyển răng trong chỉnh nha xem xét mối
tương quan giữa sinh cơ học chỉnh nha và những quá trình sinh học xảy ra
bên dưới nó. Tất cả các nguyên lí sinh học làm cơ sở cho sự di chuyển răng
trong chỉnh nha đều có thể được hiểu là sự tái cấu trúc mô. Quá trình di
chuyển răng trong chỉnh nha là tổng hợp sự thay đổi chức năng trong hình
dạng và cấu trúc của mô xương và mô mềm. Mô răng và nha chu (ngà,
cement, dây chằng nha chu và mào xương ổ răng) đều có các cơ chế sửa chữa
và thích nghi với các lực thông thường của các khí cụ chỉnh nha. Với những
lực ngoại lai ở mức độ cơ bản nhất sẽ tạo ra những vùng “chịu lực nén” và
“chịu lực căng’’ khu trú ở các mô nâng đỡ răng và hậu quả là sẽ gây ra sự tái
cấu trúc xương [911]. Khi sử dụng khí cụ cố định để tác dụng lực lên răng,


20

cần tiên đoán được răng sẽ di chuyển như thế nào. Điều này đi kèm với sự
lung lay răng tạm thời và đôi khi phim x quang sẽ cho hình ảnh tiêu chân răng
một chút. Dấu hiệu lâm sàng này có thể giải thích được nhờ những hiểu biết
những nguyên lí sinh học quyết định sự di chuyển răng.
1.3.2. Động học của di chuyển răng trong nắn chỉnh răng:
Sự di chuyển răng trong nắn chỉnh răng được chia thành 3 pha (giai
đoạn) khác nhau: Pha dịch chuyển, pha trễ, pha thẳng và tăng tốc.

Hình 152-1: Các giai đoạn của di chuyển răng trong chỉnh nha [354].


21

1.3.2.1. Pha dịch chuyển:
Phản ứng ban đầu của răng sau khi có lực tác động thường xảy ra ngay
lập tức, răng sẽ dịch chuyển trong khung nhớt đàn hồi của dây chằng quang
răng. Sự dịch chuyển này có thể được dự đoán bởi nguyên lý sinh lý học và
đặc thù là không kèm theo sự tái cấu trúc và biến dạng trải rộng của xương ổ
răng nâng đỡ [1012]. Gian dòng chảy trong dây chằng quanh răng đóng vai
trò rất quan trọng sự dẫn truyền và làm giảm lực tác động lên răng [1113].
Biên độ dịch chuyển phụ thuộc vào chiều dài chân răng và chiều cao xương ổ
răng, là những yếu tố xác định vị trí tâm cản và tâm xoay của răng [1214],
[1315]. Ví dụ như mất xương ổ răng dẫn đến tâm cản ở vị trí gần hơn về phía
cuống răng, sẽ ảnh hưởng đến loại dịch chuyển và mức độ dịch chuyển răng.
Tuổi cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến di chuyển răng. Mô đun đàn hồi của
dây chằng quanh răng ở người lớn lớn hơn ở trẻ vị thành niên, dẫn đến sự
tăng lực ép lên vùng dây chằng quanh răng, làm giảm đáp ứng sinh học của
dây chằng quanh răng, do đó làm chậm di chuyển răng [1416]. Khả năng dịch
chuyển răng của răng có thể thay đổi thậm chí trên cùng một cá thể; sự đàn
hồi của dây chằng quanh răng và xương ổ răng giảm bớt ở giai đoạn cuối của
quá trình di chuyển răng [1517].


22

Hình 16 2-2: Mức độ di chuyển
răng ảnh hưởng bởi độ dài chân
răng và độ cao xương ổ răng [354]
. A : Sự khác nhau về độ dài chân
răng (L) khiến khoảng cách từ
trung tâm cản (CRo) tới cổ răng (x)
cũng khác nhau
. B : cho thấy độ cao xương ổ răng

ảnh hưởng tới CRo và CRe. (L= độ
dài chân răng trung bình; a= khoảng
cách từ CRo tới cổ răng; x= khoảng
cách từ CRe tới cổ răng; L’= sự biến
đổi khác nhau ở độ cao mào xương ổ
răng; a’= khoảng cách từ CRo tới
mào xương ổ răng; x’= khoảng cách
từ CRe tới mào xương ổ răng)

1.3.2.2. Pha chậm:
Giai đoạn thứ hai của chu trình di chuyển răng đặc trưng bởi sự không
có di chuyển lâm sàng và nó được coi như pha chậm hay pha tiềm tàng. Trong
giai đoạn này không có sự di chuyển răng nhưng có sự tái cấu trúc trải rộng
trong tất cả các răng và mô nâng đỡ. Tùy thuộc vào vị trí nén của dây chằng
quanh răng khi có lực tác động mà có thể gây ra (1) tắc nghẽn từng phần của
mạch máu trong vùng hay (2) tắc nghẽn toàn bộ mạch máu khi có lực quá
mạnh tác động lên răng. Trong trường hợp tắc nghẽn từng phần, mạch máu
nuôi dưỡng vùng có khả năng thích ứng với môi trường mới và có thể tạo
mạch mới băng qua vùng tắc nghẽn. Tuy nhiên, sự tắc nghẽn toàn bộ mạch
máu dẫn đến hoại tử tạm thời của vùng trung gian và theo sau đó là sự di


23

chuyển răng theo con đường khác hoàn toàn, chậm hơn ban đầu, bắt đầu sau
khoảng 1-2 tuần.
Sự lão hóa ảnh hưởng đến sự tăng hoạt động của tế bào dây chằng
quanh răng và tiếp theo đó là răng di chuyển, đặc biệt trong pha chậm [1618].
Tuy nhiên theo một vài nghiên cứu sự di chuyển của răng hàm trên động vật
ban đầu diễn ra nhanh hơn ở những con động vật trẻ so với con trưởng thành.

Nhưng khi răng đã di chuyển đạt được đến pha thẳng, tốc độ di chuyển răng
bằng nhau ở cả hai nhóm. Điều này chỉ ra rằng thời gian điều trị nắn chỉnh
răng cho người trưởng thành tăng lên ở pha chậm nhưng khi răng đã bắt đầu
di chuyển thì tốc độ di chuyển răng là tương đương với người trẻ [1719].
1.3.2.3. Pha thẳng và tăng tốc:
Giai đoạn ba của quá trình di chuyển răng đặc trưng bởi sự di chuyển
răng rất nhanh. Di chuyển răng khởi đầu bằng sự đáp ứng của dây chằng
quanh răng và sự thay đổi của xương ổ răng. Nghiên cứu về sự đáp ứng của tế
bào hủy xương sau khi có sự tác động của khí cụ nắn chỉnh răng cho thấy có
sự xuất hiện ngay lập tức các tế bào hủy xương mới. Điều này dẫn đến sự di
chuyển của răng mà không làm tăng nguy cơ tiêu chân răng [1820]. Biên độ
của lực tác động ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ di chuyển răng. Lực hơn 100 g
tác động làm kéo lùi răng nanh trong điều trị nắn chỉnh răng thông thường có
thể tạo ra pha chậm đến 21 ngày trước khi răng di chuyển. Lực nhỏ hơn vẫn
tạo ra sự di chuyển răng có ý nghĩa lâm sàng mà không có pha chậm [1921].
Sự khác nhau về tốc độ di chuyển răng được giải thích là do sự đáp ứng sinh
học khác nhau. Cách tác động lực có ảnh hưởng đến tốc độ di chuyển răng
hơn là cường độ lực [2022]. Lực nhẹ nhưng tác động liên tục có lợi cho di
chuyển răng do hệ thống tế bào sinh học luôn ở trạng thái đáp ứng ổn định.
Ngược lại, nếu lực tác động ngắt quãng, không hằng định sẽ tạo ra môi trường
không ổn định cho sự hoạt động hay không hoạt động của tế bào. Lực rất nhỏ


24

làm cho răng di chuyển với tốc độ chậm, lực lớn hơn đạt đến ngưỡng tối ưu
làm cho răng di chuyển nhanh. Lực lớn hơn lực tối ưu này thực tế không làm
cho răng di chuyển nhanh hơn. Ngưỡng lực tối ưu này khác nhau giữa các cá
thể.

Hình 172-3: Đồ thị thời gian- sự di chuyển của một răng hàm nhỏ ở mô
hình thực nghiệm trên chó săn thỏ cho thấy lực nhẹ liên tục 25cN di
chuyển răng hiệu quả hơn lực không liên tục (A), và lực 25cN liên tục di
chuyển răng nhiều hơn so với lực 10cN liên tục (B), và ở một thực nghiệm
khác thì hai lực này lại di chuyển răng như nhau (C), điều này cho thấy có
sự khác nhau giữa các cá thể [2022].
1.3.3. Sự thay thế xương trong di chuyển răng do nắn chỉnh:
Cấu trúc của xương có thể thay đổi theo 3 đường chính: Sự tạo xương,
sự bồi xương và sự tái sắp xếp xương.


25

1.3.3.1. Sự tạo xương:
Là xương được tạo thành trên mô mềm và thường xảy ra trong giai
đoạn phát triển bào thai, giai đoạn sớm của tăng trưởng và quá trình liền
thương. Có hai loại tạo xương là tạo xương trong màng, nghĩa là xương được
tạo thành trên mô sợi mềm và tạo xương sụn, nghĩa là xương được tạo ra trên
mô sụn. Tế bào tạo xương là các sản phẩm khác nhau từ các tế bào trung mô,
và hoạt động độc lập với tế bào hủy xương, tạo ra một lượng lớn xương.
1.3.3.2. Sự bồi xương:
Đặc trưng bởi sự hình thành xương trên mô xương có sẵn, trải rộng trên
bề mặt xương qua thời gian. Kiểu thay đổi xương này thường thấy trong quá
trình tăng trưởng và phát triển của sọ mặt, dẫn đến sự thay đổi hình dạng và
cấu trúc của xương. Ví dụ xương ổ răng hàm dưới tăng kích thước chiều dài
bởi sự tiêu ở mặt trước của cành lên và sự bồi xương ở mặt sau cành lên. Sự
bồi xương rất quan trọng trong sự tăng trưởng bình thường của cấu trúc sọ
mặt cũng như là sự thay đổi kích thước và hình dạng xương ổ răng trong quá
trình di chuyển răng.
1.3.3.3. Sự tái sắp xếp xương:

Là cơ chế sửa chữa kéo theo một loạt các sự kiện của tế bào mà xảy ra
đều đặn trong đời. Đó là cơ chế vật lý cho việc duy trì và sửa chữa cấu trúc
toàn vẹn của xương. Chu trình tái sắp xếp xương này bắt đầu bằng giai đoạn
hoạt hóa đặc trưng bằng sự thu hút và hoạt hóa các tế bào hủy xương ở vùng
sẽ được tái sắp xếp. Tiếp sau đó đến giai đoạn tiêu xương khi mà các “gói”
xương bị loại bỏ. Sau một thời gian sự tiêu xương sẽ dừng lại. Tiếp sau đó là
pha hình thành đặc trưng bởi sự tập trung của các tế bào tạo xương tại vùng
tiêu xương và hoạt hóa quá trình sửa chữa những khiếm khuyết tạo ra trong
giai đoạn tiêu xương. Khi chu trình đã hoàn thành, bề mặt xương chuyển sang