生物力學在口腔醫學專業中的重要性分析

摘要：生物力學在口腔修復、正畸、種植等領域有著廣泛的應用，已經成為口腔醫學必不可少的基礎。運用生物力學的基本原理和方法可以研究口腔醫學中大量的力學問題，從另一個角度認識和解決臨床上的實際困難。本文將從生物力學和口腔醫學專業特點出發，結合專業需求和實際應用，闡述一下在口腔醫學專業中生物力學的重要性。

關鍵詞：正畸；生物力學；種植；口腔醫學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：J

生物力學是力學與醫學、生物學相結合形成的一門交叉學科，應用力學的概念、理論、方法了解和確定生物組織和器官的力學性質和作用規律，研究人和動物身體各個部分的運動狀態，各種組織控制器官的力學功能等。口腔各個學科中的基礎和臨床實踐中存在大量的生物力學問題，對于口腔醫學專業的學生或者臨床大夫來說，面臨著諸多的臨床問題如口腔正畸、修復、種植等可以借助于生物力學的知識得到解決，有的以前已被認識，有的還沒被認識需要對其進行研究，因此生物力學已經成為口腔醫學的一個很好的基礎和應用學科。

1 生物力學的特點

生物力學課程多數開設在醫工結合的專業或者學校，首都醫科大學生物醫學工程學院多年來就針對生物醫學工程專業、口腔醫學專業、康復治療專業都開設有這門課程，根據不同的專業背景有相應的教學內容，但是就這門課程本身來說有其自身的一些特點：

1.1新興學科 生物力學出現比較晚，尤其是在國內出現在上世紀70年代，因此是一個新興學科。對于臨床各科大夫來說近些年來才有所接觸，認識到了生物力學在其專業領域的重要性，但滲透性和認識程度還不是太深。

1.2多學科交叉 多學科交叉的特性要求不但要有解剖學、生物學、醫學等知識，更多的要掌握力學的相關基本概念和原理，而生物體涉及的面又多又復雜，如骨組織、齒科、血液、軟組織、康復矯形等，同時新興的研究成果也在不斷快速呈現。

1.3宏觀到微觀滲透 生物力學的起初階段是源于生物體宏觀現象的研究，器官、組織、系統的運動和表現規律，隨著學科的發展現在已逐漸發展到了微觀層面的研究，從分子、細胞的角度研究這些宏觀表現的機制，認識生命過程的規律，解決生命與健康領域的科學問題。

1.4新技術、新成果不斷涌現 隨著科技的發展，和醫學的緊密結合的新技術、新方法、新產品不斷涌現，這些很大程度上依據于生物力學的原理，在課程的設置上要充分體現。

2 口腔醫學專業特點

口腔醫學教育的特色是先醫學生后口腔醫學生，在基礎教育階段先是接受基礎課程的學習，隨后進入臨床開始專業訓練，那時會發現很多的臨床問題離不開生物力學。

2.1生物力學的原理無處不在 口腔醫學更多體現的是一門技術，無論是口腔修復、種植、正畸還是頜面外科都離不開生物力學，針對不同的患者要想實現個性化的治療更是需要結合生物力學原理。

2.2臨床問題解決的新思路 口腔醫學的發展依靠從實踐中不斷發現問題從而解決問題。從一個口腔醫學專業學生到一個合格臨床大夫，不斷要有扎實的基礎知識，還需要豐富的臨床實踐，而在實踐當中會遇到各種問題，已經不是純粹的醫學知識可以解決得了，許多需要借助于生物力學，從力學的角度去認識，借助于力學的方法去解決，力學可為口腔醫學問題提供一個解決的新思路。

3 生物力學在口腔醫學中的應用

3.1正畸治療 正畸科是運用生物力學解決問題最早的科室之一，解決錯牙合畸形臨床問題。核心是通過合理的施力于周圍組織上，引起一定的生物學效應發生組織重建，從而控制牙齒移動達到矯治目的。因此如何合理傳遞矯治力是關鍵，會影響牙移動的速度、距離和方向，即最終的正畸質量，這都將依賴于生物力學知識的運用。

同時，借助于生物力學還可以研發新型的正畸矯治器，實現個性化的正畸力系統，預測矯治效果，動態實時的監控，達到縮短療程、提高療效、降低成本的目的。

3.2口腔修復 解決牙列缺損或缺失問題，生物力學的運用主要包括固定修復和可摘局部義齒修復。按照工程技術的原理方法設計制作優化修復體，對運用的人工材料進行力學特性、結構應力分析、疲勞和破壞評估等，對修復體基牙、基托組織受力分析、在機械力作用下細胞在骨改建中的細胞、分子機制變化研究等等，都離不開生物力學的原理。

3.3口腔種植 種植牙作為一個仿生器官在行駛咀嚼功能時，表現為復雜的一個生物力學過程，研究種植牙、口頜系統相互作用關系、種植體的構型設計、材料的力學性能測試、人工牙根和骨組織的結合、義齒的固位等均屬于生物力學問題，均離不開生物力學原理，將是決定種植體成功與否的關鍵因素，也可能涉及到牙合力與咬合功能的恢復程度。

3.4有限元法的應用 有限元法作為一種數值模擬方法，起源于工程領域，但已廣泛的滲透到了醫學研究領域。口腔結構、環境、運動復雜，有限元法正好適合解決這類復雜問題，解決一些實驗無法進行的難題。查閱文獻可以看到有限元法在口腔科各領域的廣泛應用，有大量的研究成果，這也充分說明該方法對于口腔專業人員的極大需求。

3.5其它應用 在頜面外科牙齒拔除中，阻生智齒時要明確阻力所在和制定克服阻力的方法。口腔頜面創傷時要明確外力的大小、性質、骨折部位和特點以及力的傳導方向，如顴骨骨折的復位固定必須遵循三點固定。牙周疾病中也離不開生物力學的運用，如咬合創傷，就是慢性創傷加上應力不均衡導致的創傷性牙周炎，調牙合是治療該病的重要方法，原理依然是基于生物力學原理。

因此，在口腔醫學中生物力學應用無處不在，生物力學的重要性就更為突出。

4 未來的發展

隨著醫療技術和生物力學學科的發展，不斷出現了一些新知識、新技術，需要及時的傳授給學生，更好的解決今后遇到的臨床問題，如三維打印技術，它以數字模型文件為基礎構造物體，可以直接制造高價值的產品，如髖關節、牙齒等零部件，且非常適合成型口腔內的小件；MIMICS建模軟件，它基于影像資料可以開展臨床前研究，進行患者特異設計，精確呈現患者解剖結構以做好手術準備，同時重建的幾何結構結合有限元方法可以用來進行力學分析，從微觀層面了解組織的受力狀態；另外，手術導向板、個性化醫療等相關技術納入生物力學課程體系，將會對學生的學習產生更好的效果。

同時，隨著臨床與基礎研究的結合越來越緊密，教師以及臨床口腔科醫生均認識到了生物力學在口腔專業領域的應用不可忽視，將最新的一些研究成果、研究實例加入生物力學課程中，增加口腔專業學生的感性認識，為進入臨床的他們奠定一些基礎。比如在閱讀文獻時，碰到相關力學在口腔中的應用性文章能夠讀得懂，遇到臨床問題能夠聯想到是否可以從力學角度解決，打開一個新思路。

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編輯/趙恒德