可摘式改良四圈扩弓簧的设计与应用

高 翔 林和平

广东省惠州市口腔医院（516008）

四圈扩弓簧是一种临床常用的辅助慢速扩弓矫正装置，它原是由Ricketts医师在20世纪70年代发明的Quad-Helix扩弓矫治器，在国外应用较多，但在国内医师却较少使用，分析其原因主要是临床操作加力不方便，许多患者成品四圈簧不合适直接使用，需修改弯制，增加工作量。林珠1997年主编的《口腔正畸治疗学》中较早提出改良四圈簧的设计[1]，主要采用双圆管轨道结扎固位，就诊时取下口外加力，体现了良好可操作性。本人藉此理念将之进一步改良，并在近几年临床应用工作中不断完善，取得较好的治疗效果，现介绍如下。

1 设计理念

1.1 技工弯制简单快速。

1.2 容易摘下和安装，便于椅旁加力操作。

1.3 自洁性好，口内异物感小。

2 制作方法

2.1 在选定的上颌第一恒磨牙带环腭侧用点焊机焊接长方形腭管，注意腭管方向与牙长轴垂直，腭管近中端位平齐磨牙近中舌尖，上下位于带环龈方边缘上方约2mm处（注：杭州新亚腭侧管）。

2.2 将焊上腭管的带环放入口内试戴好，取印模，将带环转移至印模内灌制石膏模型。

2.3 在模型上弯制改良扩弓簧

预先在石膏上画出改良四圈簧的投影位置，用0.8mm不锈钢丝弯制，首先弯两个前圈，位于尖牙和第一双尖牙间的黏膜转折处，直径为5～6 mm，两圈之间的横臂弯度与腭部弧形一致；水平臂远中延伸至第一磨牙舌尖连线处，长度为16～25 mm，距腭侧龈缘约5mm；沿着腭侧黏膜向外上方弯制垂直臂，垂直臂与水平臂成85°～95°角，向上到达腭管的近中端处，长度为8～12mm，并用彩笔画出标识；最后弯制向远中的水平固位臂，固位臂比腭管的长度长约2mm，钢丝从龈方做180度回弯，固位臂回折的两段钢丝必须平行，且之间留有少许缝隙，以保证插入腭管时保留一定弹性空间，固位良好且不易松动。（注：取消磨牙舌侧的两个后部螺旋圈和在双尖牙舌侧的侧方臂）

2.4 口内黏固带环，试戴改良四圈簧，先插入一侧，再插入另一侧，注意检查就位 后的固位松紧以及是否压触腭部黏膜，调整改良四圈簧保证其距离黏膜约2mm，松紧固位适宜，最后调整前圈加力扩弓并戴入（图1）。

图1 改良四圈簧示意图

3 设计特点

3.1 原4个圈减少为两个圈，加大前部螺旋圈直径。延长垂直臂长度，利于控制扩弓簧作用力方向。去除延伸至双尖牙的侧方臂，仅保留插入腭管部分的固位臂，使用直径0.8mm钢丝制作，令其结构简化而没有降低弹性。

3.2 关键是使用方形腭管，杭州新亚的腭侧管恰好可以将直径0.8mm钢丝弯制的固位臂插入，不会过紧或过松，易于取戴，且不易松脱。要强调的是构成固位臂的两段平行钢丝形成的平面必须与垂直臂成一定角度（125°～150°），这样才便于插入，且可以通过减小角度来控制扩弓时磨牙的转矩，减少磨牙颊倾。

3.3 应用灵活，在排齐阶段即可使用，还可以先进行排齐，之后取模型进行制作。在治疗后期牙弓稳定之后，即可取出，不影响后期精细调整。

本文以浙江省乐清湾某码头为实例工程，设计真空联合堆载预压处理方案，然后借助ABAQUS有限元计算软件，通过三维数值模拟，分析处理过程中实例工程地基承载力、沉降量变化。最终计算结果显示，实例工程最终固结度达到94.5%，且沉降速率减小至1.0mm/天，满足规范要求，加固效果良好。

3.4 操作简便，容易取下在口外加力，省去原来取下带环加力的繁琐，准确控制加力大小，十分便于椅旁操作。

4 临床应用

4.1 病例选择

4.2 扩弓时间

15例治疗排齐阶段即行扩弓，5例治疗中排齐后牙进行扩弓。所用时间3～8个月，平均4.5个月，扩弓后维持2～4个月后去除。

4.3 扩弓效果

5 讨 论

5.1 对后牙转矩的控制

2001年赖文丽等[2]曾对其进行改良应用，其中提及在扩弓时转矩控制和减少两个前部圈的改良方法，但在临床应用时发现0.9mm的钢丝插入新亚生产的腭管非常困难和力量较大使后牙颊倾明显等问题。Chaconas等[3]比较了多种形式的扩弓装置，认为传统四圈簧主要作用是使牙齿颊向倾斜。此新型改良四圈簧的制作特点是取消后部螺旋圈、延长垂直臂且使之与水平固位臂回弯钢丝所形成平面成一定角度，为125°～150°，保证扩弓时能够对磨牙产生一定的控根移动，这种控根移动可以产生根颊向冠舌向的转矩。在直丝弓技术中排齐阶段常用0.018×0.025或0.019×0.025的镍钛丝，因此扩弓力和转矩力可通过弓丝传导至整个牙弓，从而使整个后牙弓得以扩展。

5.2 扩弓力量的控制

Urbaniak等[4]的研究表明四圈簧的力的大小与钢丝的直径和长度有关，在相同材质和牙弓条件下，钢丝越粗力量越大，但同时对牙周组织创伤也较大。Erdinc等[5]研究发现QH 扩弓器可使上颌基骨宽度增加，但导致上颌第一恒磨牙较大的颊侧倾斜，建议加力不要过大。本改良四圈簧使用0.8mm钢丝，且保留两个前部圈，在前圈处加力，加力状态时扩大4～7mm，产生力量约150～220g，力量较小，且钢丝离开牙龈黏膜约2mm，不会对牙周组织造成损害。

5.3 扩弓效果

在进行慢速扩弓时，必须与固定矫治器联合使用，每4～6周加力一次，扩弓力量可通过直丝弓矫治器的弓丝传至整个牙弓后段，每个月牙弓宽度可增加2～3mm。应用20例患者牙弓扩大最少4mm，最大8.5mm。扩弓效果与传统四圈簧无显著差别，且扩弓后的稳定性较好，无需过矫治。但没有对其扩弓原理进行深入研究，不知是否存在上颚骨扩宽。

本文病例均为使用固定直丝弓技术矫治，附加改良四圈簧进行辅助扩弓，对于后牙反、上牙弓轻中度狭窄的患者疗效良好。临床应用3年，患者主观感觉舒适，不影响口腔功能，自洁性好，临床操作简便，符合矫治器的设计原则，是值得临床推广的辅助扩弓装置。

[1]林珠,段银钟.口腔正畸治疗学[M].北京：世界图书出版公司,1997：360-364.

[2]赖文莉,山添清文.四圈簧的临床应用及改良设计[J].华西口腔医学杂志,2001,19(2)：95-98.

[3]Chaconas SJ,Levy JA.Orthopedic and orthodontic applications of the quad helix appliance[J].Am J Orthod,1977,72(4)：422-428.

[4]Urbaniak JK,Brantley WA Pruhs RJ,et al.Effects of appliance size,arch wire diameter and alloy composition on the in vitro force delivery of the helix appliance[J]. Am J Orthod,1988,94(4)：311-314.

[5]Erdinc AE,Ugur T,Erbay E.A comparison of different treatment techniques for posterior crossbite in the mixed dentition[J].Am J Orthod Dentofacil Orthop,1999,116 (3)：287.