2.1  磁力功能矫治器的特点和发展史  磁力功能矫治器具有以下特点[2]：①稀土永磁体有较高的力与体积的比值(F/V)。②在一段时间内磁力持续而无能量的明显衰减。③可利用极性间的吸引力和排斥力完成牙齿三维方向的移动，而且力量不受中间介质的影响。④磁力正畸操作简便，容易清洁，成本低而且可重复利用。⑤磁力可以测量，预测，容易控制。 20世纪70年代，国内外学者开始将磁力用于口腔领域，凭借磁力特有的性质，磁力功能矫治器渐渐在口腔领域占有一席之地。1977年，Kawata等[3]首先利用磁力制成托槽用于单独牙齿的移动，其产生的引力和斥力分别为25-30 g和20-25 g，首次完成了快速移动牙齿，标志着磁力正畸的开始。随后磁性材料的发展经历了很大的变革，在稀土永磁体研制之前，磁性材料主要有金属永磁体和铁氧永磁体，但由于其磁积能小，需要很大的体积才能产生正畸所需的力，这也制约着磁力功能矫治器在口腔领域的发展。 20世纪80年代的稀土永磁体的研制，给磁力正畸带来曙光，第3代永磁体-钕铁硼永磁体(Nd-Fe-B)因其具有较高的磁能积和矫顽力，产生的力持续且不易衰减，已成为口腔领域当前最常用的磁性材料[4]。但是稀土永磁材料在开采过程中对环境的极大破坏和Nd-Fe-B永磁材料的最高磁能积数值已经非常接近其理论极限值，利用传统的磁体制备技术很难再提高其磁性能，所以新的制备技术成为世界各国探索的焦点[5]。 目前，第4代永磁体－纳米永磁体的研发正成为一种热点，它利用纳米技术将永磁材料和软磁材料复合在一起，拥有着高于Nd-Fe-B永磁体两倍以上的磁积能，相同体积下产生的磁力也将更大。可以预见，纳米永磁体的应用将会给磁力正畸带来更大的变革。 2.2  磁力功能矫治器生物安全性的探究  生物安全性是将一种材料应用于临床患者治疗的基础。围绕此问题，国内外学者进行了大量的基础研究和动物实验。1988年赵桂芝[6]用永磁体移动猴牙，发现牙周组织改建周围组织损伤小，血循丰富。常新[7]通过实验验证，磁力在产生生物力学效应的同时，产生的磁场对牙髓、牙周膜、牙槽骨组织修复和改建有一定促进作用，从而有利于正畸的牙齿移动和组织形成。许艳华等[8]采用青春期恒河猴建立颌间Ⅲ类功能矫形动物实验模型，利用磁力模拟临床早期Ⅲ类错牙合矫治，观察矫形力对髁突软骨的作用和影响，发现实验组猴髁突软骨前斜面增厚，靠近表层的成纤维细胞和深层的成软骨细胞增多，细胞增生分裂活跃，生长旺盛，呈现增殖效应；后斜面变薄，表层纤维细胞多，深层成熟的软骨细胞增多，呈现抑制效应，说明磁力对髁突软骨进行了积极的生理改建。     裸露的钕铁硼永磁体在口腔环境中会有腐蚀的问题，轻者会使磁极间磁力下降，重者游离出的金属离子会具有一定生物毒性，给患者带来影响[9]。对于此问题，不少学者也提出自己的解决方法，前期有学者将磁块表面镀镍和镀铜来解决金属的腐蚀，但是镀镍和镀铜的永磁体具有一定的细胞毒性[10]，镀镍或者镀铜的方法也渐渐被淘汰。解保生等[11-12]对钕铁硼的腐蚀性做了研究，提出经氮化钛镀膜后的钕铁硼在生物毒性和抗腐蚀性方面具有很好效果，随后一些学者进行同步验证[13-15]，确认了氮化钛镀膜的钕铁硼具有很好的生物相容性，目前对钕铁硼永磁体镀以氮化钛膜已成为一种主流。 2.3  骨性畸形的临床分类和病因  骨性畸形多由于上颌骨与下颌骨发育不协调引起，表现为前后向，垂直向和水平向的不调。 当上颌前后向发育不足时表现为面中部的凹陷，上颌的后缩；下颌前后向发育过度时表现为下颌的前突，下面高的增大，以上两者都伴随有前牙的反牙合。上颌前后向发育过度时表现为上颌的前突和前牙的唇倾；下颌前后向发育不足时表现为下颌的后缩，前牙的深覆牙合，以上两者则伴有前牙的深覆盖。 当上颌垂直向发育过度和(或)下颌垂直向发育不足时则表现为前牙的深覆牙合，下面高过短，患者往往表现为小下颌畸形。 当上颌宽度发育过度和(或)下颌宽度发育不足时变现为上牙弓狭窄和后牙区的反牙合，而当上颌宽度发育不足和(或)下颌发育过度时则表现为后牙区的反覆牙合。 2.4  磁力功能矫治器在骨性畸形中的应用 2.4.1  Ⅲ类错牙合的磁力功能矫治器治疗  Ⅲ类错牙合主要为下颌发育过度伴或不伴有上颌发育不足。下颌相对偏于近中，磨牙关系近中和前牙的反牙合。临床治疗主要有连冠式斜面导板，牙合垫舌簧矫治器，前方牵引矫治器和颊侧多曲簧矫治器，恒牙期拔牙掩饰性治疗和正畸正颌联合治疗等方法[16-20]。功能矫治器治疗乳牙期和替牙期安氏Ⅲ类错牙合是一种有效的治疗方法，这也在国内外文献中有大量报道。但是原有的功能矫治器都要面临固位不良，力量衰减快和需要患者良好配合的不足，将磁力与传统功能矫治器结合应用于Ⅲ类错牙合的矫治则在不同角度克服了这些缺点。 早在1994年，正畸学者Vardimon等[21]就在动物实验中将磁块包埋于上下颌腭舌侧，利用吸引力进行Ⅲ类错牙合的矫治，验证了磁力矫治器的有效性与可行性，随后不少学者对其矫治器进行了改进，将磁力与功能矫治器相结合用于治疗安氏Ⅲ类错牙合也更加成熟。近年来，有文献报道将磁块包埋于上下牙合垫或双颊屏中[22-25]，使用磁块间排斥力进行早期Ⅲ类错牙合矫治，称之为双阻板磁力矫治器。这种矫治器的上颌牙合垫位于尖牙与第一前磨牙区，下颌位于第二前磨牙和第一磨牙区，牙合垫对应面呈45°并包埋磁块，利用磁块排斥力可产生400-600 g作用力，患者24 h戴用矫治器，进食时仅戴下颌矫治器，两三周复诊，复诊时再将上下磁块间加新的磁块，经过3-6个月的戴用，患者解除反牙合，磨牙能够建立Ⅰ类咬合关系。金鑫等[26]也对该矫治器进行了相关研究，证实：上下牙合垫间磁极保持70°斜导面对于反牙合的解除更加有效。朱惠兰 [27]针对患者咬合的不同情况，提出：当患者反覆牙合深，下颌后退位颌间距离足以放置磁块时应选用上下牙合垫式双阻板矫治器，见图1；当反覆牙合浅，下颌后退位颌间距离小不足以放置磁块时应选用颊屏式阻板矫治器，见图2。目前双阻板矫治器已成为国内治疗Ⅲ类错牙合的一种有效手段。"

2.4.2  下颌后缩的磁力功能矫治器治疗  下颌后缩临床称为安氏Ⅱ类错牙合，主要为上颌发育过度伴有下颌发育不足。下颌相对上颌偏于远中位置，常表现为磨牙和尖牙远中关系，前牙的深覆牙合深覆盖。临床治疗主要有不良习惯的破除，功能矫治器如Activator，Twin-block和Herbst，恒牙期的拔牙矫治等方法[28-31]。下颌后缩的矫治原则为利用患者的生长潜力诱导下颌的向前发育，从而达到正常的咬合关系。利用磁力功能矫治器矫治下颌后缩则利用传统的Twin-block矫治器[32]，在上下牙合垫相对面包埋磁块，利用磁极间的排斥力来抑制上颌生长，促进下颌的发育。同样，针对患者上下颌咬合情况，酌情选用牙合垫式或颊屏式磁力矫治器。另有学者将磁块与传统的MARA矫治器联合，将磁块与上下颌带环上引导杆联合，利用磁极间排斥力解决Ⅱ类错牙合，也取得了一定的效果。目前国内外利用磁力矫治下颌后缩病例的其他报道并不多。 2.4.3  前牙开牙合的磁力功能矫治器治疗  开牙合是一种比较疑难的错牙合畸形。其发病原因较为复杂，可以发生在前牙区和后牙区，多由于局部牙槽骨发育不足引起，对患者的语言，功能和美观造成极大影响。开牙合按照发生部位看多位于前牙区，主要表现为前部牙齿缺乏咬合。临床治疗主要有机械性矫治器如多曲方丝弓技术(MEAW技术)，片段弓轻力牵引，种植钉辅助技术，后牙颌垫和高位头帽牵引及高位头帽颏兜等技术。利用磁力功能矫治器压低后牙为开牙合的矫治提供了一种有效的方法[33]，见图3。"

国内有学者报道在患者上下颌早接触磨牙区牙合垫上放置磁块(上下总高度为4.0-5.0 mm,左右牙合垫以舌腭杆相连并离开组织面1.5-2.0 mm，以防后牙被压低后刺激口腔黏膜)，利用磁极间的排斥力可在短期内压低后牙，同时配合固定矫治器排齐牙齿，在前牙区利用垂直橡皮圈牵引，其效果要优于普通后牙牙合垫。但是磁力的方向性不容易控制，在矫治过程中要注意保证磁极相对面要在同一平面，防止磁极排斥力导致的下颌偏斜。 2.4.4  牙弓宽度不调的磁力功能矫治器治疗  磁力功能矫治器对牙弓宽度不调的治疗往往针对上颌宽度的不足。上颌宽度不足表现为上牙弓宽度小于下牙弓，后牙区的反覆牙合反覆盖，甚者可以表现为下牙弓的反锁牙合。临床矫治为扩大上牙弓同时缩小下牙弓，扩大上牙弓的方法有分裂基托矫治器，四眼扩弓矫治器，Crozat矫治器和上下颌的交互支抗。每种矫治器都有其优点，将磁性材料放置于上颌分裂基托矫治器中是一种新的尝试，利用磁极间排斥力，可以在短期内将上颌腭中缝打开，提高扩弓效果，见图4。Vardimon等[34]对猴进行机械快速扩弓，磁力间接扩弓和骨内固定针置于腭骨中的直接慢速扩弓，发现磁力直接扩弓能使牙齿整体移动，磨牙距离增多，扩弓效果稳定，组织损伤小。国内学者王荣等[35]也通过对兔上颌进行扩弓证实扩弓后骨缝骨细胞成分增多，纤维组织排列致密，毛细血管不同程度修复和改建，证实了磁力功能矫治器对上颌扩弓的有利性。"

2.4.5  偏牙合的磁力功能矫治器治疗  偏牙合又称为颜面不对称畸形，多由于下颌位置和形态异常造成。磁力功能矫治器对于偏牙合的矫治主要针对错牙合畸形引起的功能性偏牙合，对于髁突损伤和下颌支发育异常导致的长度不等而引起的骨性偏牙合则治疗效果较差。对于单侧后牙反牙合，后牙锁牙合的偏牙合病例，有学者尝试在生长发育期间利用Ⅲ类错牙合的牙合垫式磁力矫治器[36]，将磁块位置改为平行且偏向一侧，利用磁极间排斥力引导下颌向偏斜对侧移动，在早期的偏牙合矫治中起到了明显的疗效，见图5，6。"