生物力学在口腔医学专业中的重要性分析

摘要：生物力学在口腔修复、正畸、种植等领域有着广泛的应用，已经成为口腔医学必不可少的基础。运用生物力学的基本原理和方法可以研究口腔医学中大量的力学问题，从另一个角度认识和解决临床上的实际困难。本文将从生物力学和口腔医学专业特点出发，结合专业需求和实际应用，阐述一下在口腔医学专业中生物力学的重要性。

关键词：正畸；生物力学；种植；口腔医学

中图分类号：G642 文献标识码：J

生物力学是力学与医学、生物学相结合形成的一门交叉学科，应用力学的概念、理论、方法了解和确定生物组织和器官的力学性质和作用规律，研究人和动物身体各个部分的运动状态，各种组织控制器官的力学功能等。口腔各个学科中的基础和临床实践中存在大量的生物力学问题，对于口腔医学专业的学生或者临床大夫来说，面临着诸多的临床问题如口腔正畸、修复、种植等可以借助于生物力学的知识得到解决，有的以前已被认识，有的还没被认识需要对其进行研究，因此生物力学已经成为口腔医学的一个很好的基础和应用学科。

1 生物力学的特点

生物力学课程多数开设在医工结合的专业或者学校，首都医科大学生物医学工程学院多年来就针对生物医学工程专业、口腔医学专业、康复治疗专业都开设有这门课程，根据不同的专业背景有相应的教学内容，但是就这门课程本身来说有其自身的一些特点：

1.1新兴学科 生物力学出现比较晚，尤其是在国内出现在上世纪70年代，因此是一个新兴学科。对于临床各科大夫来说近些年来才有所接触，认识到了生物力学在其专业领域的重要性，但渗透性和认识程度还不是太深。

1.2多学科交叉 多学科交叉的特性要求不但要有解剖学、生物学、医学等知识，更多的要掌握力学的相关基本概念和原理，而生物体涉及的面又多又复杂，如骨组织、齿科、血液、软组织、康复矫形等，同时新兴的研究成果也在不断快速呈现。

1.3宏观到微观渗透 生物力学的起初阶段是源于生物体宏观现象的研究，器官、组织、系统的运动和表现规律，随着学科的发展现在已逐渐发展到了微观层面的研究，从分子、细胞的角度研究这些宏观表现的机制，认识生命过程的规律，解决生命与健康领域的科学问题。

1.4新技术、新成果不断涌现 随着科技的发展，和医学的紧密结合的新技术、新方法、新产品不断涌现，这些很大程度上依据于生物力学的原理，在课程的设置上要充分体现。

2 口腔医学专业特点

口腔医学教育的特色是先医学生后口腔医学生，在基础教育阶段先是接受基础课程的学习，随后进入临床开始专业训练，那时会发现很多的临床问题离不开生物力学。

2.1生物力学的原理无处不在 口腔医学更多体现的是一门技术，无论是口腔修复、种植、正畸还是颌面外科都离不开生物力学，针对不同的患者要想实现个性化的治疗更是需要结合生物力学原理。

2.2临床问题解决的新思路 口腔医学的发展依靠从实践中不断发现问题从而解决问题。从一个口腔医学专业学生到一个合格临床大夫，不断要有扎实的基础知识，还需要丰富的临床实践，而在实践当中会遇到各种问题，已经不是纯粹的医学知识可以解决得了，许多需要借助于生物力学，从力学的角度去认识，借助于力学的方法去解决，力学可为口腔医学问题提供一个解决的新思路。

3 生物力学在口腔医学中的应用

3.1正畸治疗 正畸科是运用生物力学解决问题最早的科室之一，解决错牙合畸形临床问题。核心是通过合理的施力于周围组织上，引起一定的生物学效应发生组织重建，从而控制牙齿移动达到矫治目的。因此如何合理传递矫治力是关键，会影响牙移动的速度、距离和方向，即最终的正畸质量，这都将依赖于生物力学知识的运用。

同时，借助于生物力学还可以研发新型的正畸矫治器，实现个性化的正畸力系统，预测矫治效果，动态实时的监控，达到缩短疗程、提高疗效、降低成本的目的。

3.2口腔修复 解决牙列缺损或缺失问题，生物力学的运用主要包括固定修复和可摘局部义齿修复。按照工程技术的原理方法设计制作优化修复体，对运用的人工材料进行力学特性、结构应力分析、疲劳和破坏评估等，对修复体基牙、基托组织受力分析、在机械力作用下细胞在骨改建中的细胞、分子机制变化研究等等，都离不开生物力学的原理。

3.3口腔种植 种植牙作为一个仿生器官在行驶咀嚼功能时，表现为复杂的一个生物力学过程，研究种植牙、口颌系统相互作用关系、种植体的构型设计、材料的力学性能测试、人工牙根和骨组织的结合、义齿的固位等均属于生物力学问题，均离不开生物力学原理，将是决定种植体成功与否的关键因素，也可能涉及到牙合力与咬合功能的恢复程度。

3.4有限元法的应用 有限元法作为一种数值模拟方法，起源于工程领域，但已广泛的渗透到了医学研究领域。口腔结构、环境、运动复杂，有限元法正好适合解决这类复杂问题，解决一些实验无法进行的难题。查阅文献可以看到有限元法在口腔科各领域的广泛应用，有大量的研究成果，这也充分说明该方法对于口腔专业人员的极大需求。

3.5其它应用 在颌面外科牙齿拔除中，阻生智齿时要明确阻力所在和制定克服阻力的方法。口腔颌面创伤时要明确外力的大小、性质、骨折部位和特点以及力的传导方向，如颧骨骨折的复位固定必须遵循三点固定。牙周疾病中也离不开生物力学的运用，如咬合创伤，就是慢性创伤加上应力不均衡导致的创伤性牙周炎，调牙合是治疗该病的重要方法，原理依然是基于生物力学原理。

因此，在口腔医学中生物力学应用无处不在，生物力学的重要性就更为突出。

4 未来的发展

随着医疗技术和生物力学学科的发展，不断出现了一些新知识、新技术，需要及时的传授给学生，更好的解决今后遇到的临床问题，如三维打印技术，它以数字模型文件为基础构造物体，可以直接制造高价值的产品，如髋关节、牙齿等零部件，且非常适合成型口腔内的小件；MIMICS建模软件，它基于影像资料可以开展临床前研究，进行患者特异设计，精确呈现患者解剖结构以做好手术准备，同时重建的几何结构结合有限元方法可以用来进行力学分析，从微观层面了解组织的受力状态；另外，手术导向板、个性化医疗等相关技术纳入生物力学课程体系，将会对学生的学习产生更好的效果。

同时，随着临床与基础研究的结合越来越紧密，教师以及临床口腔科医生均认识到了生物力学在口腔专业领域的应用不可忽视，将最新的一些研究成果、研究实例加入生物力学课程中，增加口腔专业学生的感性认识，为进入临床的他们奠定一些基础。比如在阅读文献时，碰到相关力学在口腔中的应用性文章能够读得懂，遇到临床问题能够联想到是否可以从力学角度解决，打开一个新思路。

参考文献：

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[2]邱蔚六.生物力学原理无所不在--浅论生物力学与口腔医学的关系[J].医用生物力学，2007，22（2）：115-118.

[3]于海洋.口腔生物力学[M].北京：人民卫生出版社，2012：2.

[4]刘志成，宋红芳.生物力学基础[M].北京：首都医科大学出版，2005：1.

编辑/赵恒德

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