透明矫治器在国内经过十几年的发展，现在已成为正畸未来的发展方向之一。随着计算机技术、生物力学及材料学的发展，透明矫治器不断推陈出新，从最初的治疗牙列间隙、轻度拥挤、轻度深覆牙合等简单病例，到现在许多医师完成了重度拥挤、双颌前突等复杂病例，并取得较为理想的矫治效果，其治疗的范围不断扩大。本文病例选择出发分析透明矫治器特点，阐述透明矫治器在减数正畸病例中应用的生物力学、支抗控制、矫治器设计以及矫治风险。
1.透明矫治器减数正畸治疗的适应证
对于透明矫治器矫治减数治疗的病例，需严格掌握适应证，对牙列重度拥挤以及突度较大的患者，采用个性化减数方式，如减数单颗下切牙、2颗前磨牙或4颗前磨牙，均可获得满意的疗效。对于上下颌重度拥挤的骨性Ⅰ类安氏Ⅰ患者，也特别适用透明矫治器进行治疗，随着拥挤的解除，牙弓内没有或仅预留少量剩余间隙，透明矫治器很容易关闭剩余间隙而只需进行少量的前牙转矩控制。
理想的拔除前磨牙的病例应为：Ⅰ类或轻度Ⅱ类的双颌前突、上下切牙同时唇倾、近中倾斜的尖牙。透明矫治器的主要拔牙模式为拔除一颗下切牙或者拔除前磨牙。其中，理想的拔除一颗下切牙的病例应符合以下特点：良好的Ⅰ类咬合关系、上颌轻度拥挤或侧切牙小、下前牙区中重度拥挤。透明矫治器在控制后牙区近远中向的整体移动、前牙的根舌向转矩还不能进行良好的控制。
特别是在前牙转矩控制方面，在内收前牙时常常导致前牙转矩丢失，同时加上内收时前牙的钟摆效应，很容易引起前牙内倾及覆牙合加深。因此对于深覆牙合深覆盖，前牙舌倾的病例，应慎重进行减数治疗。透明矫治器常引起牙齿的倾斜移动，因此对于治疗前不利的牙根倾斜度，如牙根远离拔牙间隙倾斜，此时要保证拔牙两侧的邻牙牙根平行移动进入拔牙间隙是比较困难的。
当病例需要减数正畸治疗的时候，首先要考虑为什么拔牙?使用透明矫治器时，医生往往只看到数字化模型，以及计算机模拟牙列排列效果。如果拔牙是为了解除拥挤，排齐牙列，透明矫治器治疗效果的可预测性较高。如果为了纠正矢状向不调，矫治上下唇前突，就要考虑长距离牙移动控根的可预测性较低。如果拔牙为了调整磨牙关系，单纯通过透明矫治器往往难以达到。减数治疗病例越能在不过度收缩的情况下关闭拔牙间隙，越能取得满意治疗效果（美学及稳定性）。
2.透明矫治器牙移动生物力学
正畸牙移动的生物力学也同样适用于透明矫治器。但是透明矫治器的加力模式有别于固定矫治器，其包裹牙齿，在良好固位的前提下，通过矫治器的微小形变，推动或加压牙齿发生移动，从而将牙齿矫正到设计的目标位置。在前磨牙上放置固位附件，可以高效地压低前牙，也可以选择性的压低某个区段的牙齿，实现牙合平面的整平。还可以在不伸长后牙的同时完成前牙的压低，解除深覆牙合。因此，透明矫治器在垂直向上可以取得良好的控制。
在前牙根舌向转矩控制上，透明矫治器可以设计前牙的压力脊（power ridge）来实现。压力脊一般是位于矫治器前牙向内的凹陷，一般位于唇侧颈部或者舌侧近切端，也可两者共存。其作用于上前牙颈部可产生逆时针方向力矩，对抗上前牙内收时的顺时针力矩，作用于下前牙颈部可产生顺时针方向力矩，对抗下前牙内收时的逆时针力矩，从而避免了上下前牙内收时的内倾。
为了尽可能保证尖牙在远中移动的同时保持牙根的平行移动，可以在尖牙唇面设计成对的优化内收附件，一个放置于尖牙近颊龈处，另一个放置于尖牙远颊牙合处，当戴入透明矫治器后，可以对优化内收附件施加牙根往拔牙间隙方向的力矩，以对抗矫治器使尖牙牙冠往远中移动产生的反方向力矩，从而实现尖牙的牙根平行度及尖牙整体的远中移动。
在尖牙唇面放置垂直矩形斜面附件也可以起到类似的作用。而为了保护后牙支抗及防止后牙近中倾斜，在后牙上放置优化（最大或中度）支抗附件，其位于后牙近颊牙合处，对后牙施加抵抗矫治器使后牙（最大支抗）近中移动时的向拔牙间隙方向的力矩，或使其根（中度支抗）往拔牙间隙移动的力矩。
后牙最大支抗方案，设计的后牙近中移动不超过2mm，尖牙先内收至拔牙间隙的1/3，再同时内收切牙和尖牙直至剩余拔牙间隙关闭，分段内收的分步方式减少了后牙支抗的消耗，同时使矫治器长度不会减小太快，减轻过山车效应；后牙最小支抗方案时，后牙近中移动（2～5mm）来闭合第一前磨牙拔牙间隙。
拔牙间隙的闭合可以先从尖牙的远中移动开始，同时第二前磨牙和第一磨牙开始近中移动，直至拔牙间隙闭合1/3，然后通过同时移动前牙和后牙关闭剩余间隙。除此之外，在关闭间隙时，生产出的透明矫治器在矢状向上观察类似于“摇椅形”，对前牙能施加一定的压低力，有助于预防前牙在内收时的覆牙合加深和防止前牙转矩的失控，后牙产生压低及逆时针力抵抗后牙顺旋力。
在透明矫治器方案中也可以借鉴Tweed-Merrifield经典方丝弓矫治技术，通过支抗预备的方式减轻后牙的伸长及前倾。在第二前磨牙及第一、二磨牙上设计垂直矩形附件，其中第一磨牙上粘结垂直矩形双附件。在矫治前先进行支抗预备，分步远中竖直第二、第一磨牙及第二前磨牙，同时控制后牙的垂直向高度；其中第一磨牙上设计的垂直矩形双附件，既增强了矫治器的固位，又增大了矫治力矩，有助于获得良好的备抗效果。其次，在后牙备抗后，可在尖牙唇侧设计垂直矩形附件或正轴控根双附件，以产生足够的平衡力偶矩抵消远中的矫治力矩，从而保证尖牙的远中整体移动。
此外，还可以尖牙和前磨牙上设计牵引臂（powerarm），牵引臂的钩子靠近牙齿的阻抗中心，在施加交互牵引的作用力时，较容易实现牙齿的整体平行移动。对于长距离的牙移动，后牙需要较强的支抗，可以采用后牙区植入微种植体，控制后牙的前移。在前牙区植入微种植体，控制前牙覆牙合。
3.透明矫治器的支抗控制
由于计算机辅助设计进行牙移动，可以让绝大数牙不动，仅让个别牙先行移动，在多数牙作为支抗单位，可以做到良好的支抗控制。在关闭间隙设计时，应注意不要设计前牙和后牙同时向拔牙间隙移动，这样容易导致后牙近中倾斜、后牙开牙合、前牙覆牙合加深等类似固定矫治技术中的“过山车效应”。磨牙和前磨牙的压低和近中倾斜，还可使后牙区矫治器不贴合，从而降低后牙支抗，还可影响到后牙咬合关系。
当透明矫治器矫治中发生上述情况后，许多医师不得不借助传统固定矫治技术中的片段弓直立发生倾斜的牙齿，并在透明矫治器的颊侧进行修剪，在一定程度上也降低了矫治器的固位。可以设计先移动前牙关闭一部分间隙，再前移后牙关闭剩余间隙。或者在开始阶段，仅有拔牙间隙两侧的两颗牙齿移动，前牙作为前部支抗，后牙作为后部支抗去推动两颗牙齿先行关闭间隙，当拔牙间隙关闭后，接触的两颗牙齿再作为支抗去移动其他牙齿。为了获得最大程度的前牙内收，在设计分步时，尖牙首先远中移动若干步骤并且伴有后部磨牙的一些近中移动，然后停止。
接着4颗切牙内收同样的步骤然后停止，尖牙再继续远中移动，接下来切牙继续内收，如此不断重复，直至拔牙间隙关闭，前牙完成内收。该种分步模式最大程度地保护了后牙的支抗，减小了尖牙的倾斜移动，在后牙稳定的情况下较不容易发生近中倾斜、后牙开牙合等“过山车”效应。在垂直向支抗控制方面，由于透明矫治器存在一定的厚度，较多患者可出现一定的后牙压低，因此对下颌平面角较大的高角患者控制更为有效。
在设计压低前牙打开咬合时，常常先设计压低尖牙，其他牙齿作为支抗，待尖牙移动到位后再作为支抗压，继续压低切牙达到整平牙合曲线的目的。或者也可采用交替压低尖牙和4颗切牙的模式，该种模式在矫治过程更为美观，在切牙和尖牙之间不易出现明显的台阶。同时由于压低牙齿的邻牙需作为支抗牙，必须提供良好的固位作用，在前磨牙上必须放置固位力较强的附件。
对于常见的4颗第一前磨牙减数治疗中，不同的牙移动方式对支抗的影响不同。按不同的前牙内收方式：前牙无间隙时，内收力更均匀的作用于前牙，使其整体受到较大的力，后牙需要提供更大的支抗；前牙有间隙时，内收力首先作用于中切牙，且侧切牙和尖牙的内收力略小于中切牙，后牙需提供的支抗也更小。按后牙牙移动方式：后牙散开且设计近中移动，有助于保护第二前磨牙的支抗，但第一磨牙、第二磨牙磨牙可能受到更大的近移力；后牙散开且无移动设计，第二前磨牙承担更多前牙内收的支抗力，可能有更大的近中倾斜风险；后牙不散开且无设计移动，后牙的支抗力分布更加均匀。
4.透明矫治器矫治拔牙病例风险控制
透明矫治器对不同的矫治目标的实现度存在差异，在排齐和整平牙列方面是十分高效的。和传统固定矫治技术相比，能很好完成前牙的压入，但是在前牙伸长方面却很难完成，还有难以实现一些外形圆钝的前磨牙的去扭转，此时单独以来透明矫治器完成是不现实的，还需配合使用一些辅助装置如附件、邻面去釉、颌间牵引甚至种植钉来提高正畸牙移动过程中的可预测性。
不同牙移动类型的精确度各有差异，应用透明矫治器进行治疗前牙移动的平均精确度是41%，最精确的牙移动方式为腭向移动（47.1%），最难完成的牙移动方式为伸长移动（30%），而任何一种牙移动方式的精确度在上下颌都没有显著差异，而进行前牙压入的平均精确度高达79%。
技师在计算机设计牙移动过程，只是依靠单纯的牙冠数据，缺乏相应的牙根信息，并且无法精确计算阻抗中心的位置，常常生产出的透明矫治器只能达到一部分牙移动的效果。对于拔牙病例，常常发生牙齿的大量移动，随着矫治的进行，当累积到一定量的未实现牙移动时，常常表现为矫治器和牙齿不贴合出现“空泡”现象。
此时可以将矫治器唇侧或舌侧剪去一部分，作为牙齿移动的“轨道”，通过粘结舌侧扣或牵引臂（power arm）等矫治附件，将牙齿重新纳入透明矫治器包裹之中，再继续戴用新的矫治器。透明矫治器主要是树脂膜片包裹牙齿，戴入口内后，矫治器上牙齿的位置与口内实际位置有微小的偏差，矫治器形变推动牙齿移动到设计的位置。其加力模式的特点决定了无法获得方丝在槽沟表达的控根效果。
Elkholy等测量了不同厚度膜片作用上颌中切牙整体移动的力偶/力（M/F）比值，发现在任何情况下都难以产生足够的M/F比值以产生期望的牙齿移动。Zhang等结合数字化模型和CBCT图像来评估在前牙矫治过程中牙冠和牙根的位置，结果显示牙冠大量移动的同时只有一小部分的牙根移动，提示前牙移动过程主要以倾斜移动为主。矫治器龈缘的压力脊（power ridge）可以增强前牙转矩的控制，但也会造成矫治器与牙齿的贴合度变差。
Simon等采用透明矫治器前牙转矩方面，实际牙移动效果和计划切牙位置相差明显超过10°，采用压力脊的精确度达到51.5%，而仅采用椭圆形附件的精确度为41.9%。因此，可在前牙内收前，就采用压力脊对切牙施加根舌向转矩，使得前牙牙根更偏向矫治目标位，同时，还应在关闭间隙过程应用，以防止前牙转矩的大量丢失形成内倾，最后在前牙牙冠达到目标位后，还应进行过矫正，将牙根移动到理想的位置。
在长距离前牙内收时应注意观察前牙牙根位置，防止出现前牙过度内倾，根尖穿出骨皮质。透明矫治器通过数字化牙列模型，并设计出一系列虚拟牙移动，再三维打印出矫治后模型并生产出矫治器将牙齿移动到目标位置。因此矫治前初始模型的位置准确性十分关键，要确保患者口内的咬合关系和重建的模型一致，在此基础上设计的方案才能准确可靠，但仍有研究显示数字化模型前牙咬合和真实咬合关系存在偏差，其中覆盖偏差0.08mm，覆牙合偏差0.3mm，牙列中线偏差0.1mm。
而模拟的牙移动是为了生产出临床的矫治器，并不代表真实的牙移动结果，而且矫治器在各个方向的实现效率也不同。因而要充分考虑到模拟的最终位置并不是牙齿的最终目标，而是为了达到矫治目标的矫治器设计，模拟的是矫治器的形态而不是牙移动位置。例如将深覆盖双颌前突的减数患者的覆牙合覆盖设计为0mm或-2mm，上下前牙还处于唇倾的位置，那么临床矫治结束后得到的很可能是前牙正常覆牙合覆盖的咬合关系。透明矫治器是目前通过个性化设计、精准牙移动控制的矫治技术，具有美观舒适、便利性等特点。
在治疗减数正畸病例时，要确定合理的治疗目标，这和固定矫治器相同，仔细设计牙移动方案，通过附件设计、分步移动、垂直向控制、内收方式及各种辅助附件甚至片段弓、种植钉等手段使得牙齿按照设计的步骤移动，并进行过矫正的设计。同时还需要患者良好的依从性，才能达到最终的理想效果。医生应扬长避短，充分发挥透明矫治器的优势，随着计算机技术、材料学的进一步发展，对透明矫治器牙移动生物力学的深入研究，透明矫治器将在未来正畸治疗中发挥更大的作用。
