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【摘要】 目的 通过定期测量结扎橡皮圈负载后应力的变化，研究它应力松弛的过程及在不同负载下应力松弛率的异同。方法 选取结扎橡皮圈30个，随机分为3组，每组10个，3组试样分别负载100g、150g和200g。通过定期测量结扎橡皮圈在不同负载下的应力，了解应力的变化过程。对3组试样的应力变化进行统计分析。结果 结扎橡皮圈在最初的48h内应力衰减较快，负载48h后残余应力为初始应力的80%左右（78.4%～83.5%），之后应力松弛的速率逐渐减小，至第32天时残余应力为初始应力的73.1%～85.8%。结论 结扎橡皮圈在不同负载下均存在应力松弛的现象，应力松弛率相同。
【关键词】 结扎橡皮圈；应力；应力松弛
【Abstract】 Objective By way of measure the stress of elastomeric ligatures periodically after three different loads were load on, to evaluate the stress relaxation of it. And compare the stress relaxation of the three different loads. Methods The randomly selection elastomeric ligatures thirty, divide into three groups randomly, each group of ten, every group distinction load 100 grams, 150 grams and 200 grams. In this experiment measure the stress of elastomeric ligatures under different load regularly. Carries on the comparison to different load rate of changes and makes the statistical analysis. Results This research discovered elastomeric ligatures are biggest in the experimental initial 48 hour internal stress weaken, after load 48 hours remaining stress for about initial stress 80%(78.4%～83.5%). After 48 hours their stress relaxation speed reduces gradually, to 32nd day remaining stress for initial stress 73.1%～85.8%. Conclusion The rate of stress relaxation of the rubber ring ligatures on different loads are the same.
【Key words】 rubber ring ligatures；stress；stress relaxation
应力松弛［1］是指在恒定温度下，快速施加外力，使试样产生一定的形变（或应变），维持这一形变所需的应力（等于试样内部的内应力）随时间增长而逐渐衰减的现象。线形高分子聚合物应力松弛的分子机理［2］为试样被拉伸时张力迅速作用使缠绕的分子链伸长，但这种伸长的构象是不平衡的，由于热运动分子链会重新卷曲，但形变量被固定不变，于是分子链可能解缠结，出现应力松弛。
利用结扎橡皮圈进行主动结扎关闭间隙的方法是由McLaughlin、Bennett和Trivisi 3人提出的［3］，并随着MBT直丝弓矫治技术的快速推广而广泛应用,为了解结扎橡皮圈在正畸治疗中所产生矫治力的变化情况，就必须研究它应力松弛的过程，同时此项研究也将为口腔正畸医师在临床工作中决定初始矫治力的大小以及复诊间隔提供依据。
1 对象与方法
1.1 研究对象 选用口腔正畸临床工作中最常用且较具有代表性的结扎橡皮圈 Classone Orthodontics solo tie(clear)作为研究对象。本研究随机选取单个结扎橡皮圈30个作为研究对象。
1.2 研究方法 将单个结扎橡皮圈随机分为3组，每组10个。第一组负载100g，第二组负载150g，第三组负载200g。维持拉伸长度不变并定期测量它们拉伸后应力的大小，以此了解结扎橡皮圈应力松弛的过程。
1.3 统计学分析 应用简明统计软件10.3进行统计分析，不同负载下应力松弛差异的比较应用方差分析，两两比较进行q检验。
2 结果
2.1 测量结果 见表1、图1。
2.2 结扎橡皮圈在不同负载下应力变化的比较 对结扎橡皮圈在不同负载下应力松弛32天后残余应力的均数进行方差分析，得P=0.2092，按α=0.05水准尚不可认为结扎橡皮圈在负载100g、150g与200g时应力松弛的比率不同。
表1 结扎橡皮圈在不同负载下应力松弛的结果（略）
图1 结扎橡皮圈在不同负载下应力松弛的变化过程（略）
3 讨论
自从结扎橡皮圈应用于正畸临床以来，正畸医生对他们的应力松弛就很关注。以往研究表明［4］在最初的1h内应力的衰减最快，接下来的2～4天内力值以一个较慢的速度下降，之后应力的衰减逐渐平稳不再有太明显的变化。从分子运动的机理［1］来看，加载初始时试样产生形变，这时的形变包括两部分：键长键角变化的普弹形变和高弹形变。初始形变主要为普弹形变，普弹形变的模量很高。在初始形变自发回弹的内应力的作用下，随着时间的延长，那些拉伸时间较长的链段，先后沿力的方向逐渐由卷曲分子构象向伸展分子构象运动，发展成为高弹形变。由于高弹模量远低于普弹模量，使得试样内维持同样应变的内应力减小，发生了应力松弛。由于高弹形变逐渐取代了普弹形变，宏观上就观察到了应力随时间而减小的现象。随着观测时间的延长，应力松弛发展到与恒定应变相平衡的应力值时，应力松弛将停止，达到稳定。
有关应力衰减程度，各研究者报道不同，但近期研究结果表明残余应力多在50%以上［5～7］。出现差异可能是由于实验条件不同以及实验中结扎橡皮圈的品质差异所致。
本研究检测的结扎橡皮圈负载后应力松弛的模式与以往结果相似，在48h后残余应力就基本稳定，保持在初始应力的85%左右。因此，正畸医生在临床工作中有必要考虑到这一点，即将矫治力的初始力值增大到实际需要的力值的120%左右。在经过了为期两天的快速衰变期后，矫治力将达到实际所需要的矫治力的大小，并能够在之后的1个月内维持在一个相对恒定的水平。
正畸治疗适宜的矫治力是持续轻力［3］，关闭间隙时过大的力会导致牙齿舌腭向倾斜以及支抗丧失。应用滑动法关闭间隙，McLaughlin等认为最有效的力值是150～200g，应用结扎橡皮圈（主动结扎）移动牙齿时，将结扎橡皮圈拉伸1倍后，即可达到所需要的矫治力值［1，8］。本研究发现，若在主动结扎时，将结扎橡皮圈拉伸一倍后，产生的拉力将达到500g左右，经过2天的快速衰减期，按照本研究发现的衰减比例，将达到375g左右的力值，并保持至下一次复诊，因此，将结扎橡皮圈拉伸1倍是不合适的。国内桑艳辉，李巍然进行的研究［9］也发现了这一问题，他们认为应该以内径作参考，将主动结扎拉伸至内径的1倍时，即基本能够避免误差。由于不同品牌的橡皮圈之间都存在差异［4］，所以本研究认为，应用主动结扎使用不同结扎橡皮圈时，用测力计测量力值是很重要的，只有熟悉了拉伸长度与应力的关系时，才可以凭经验对矫治器进行加力。
4 结论
结扎橡皮圈在不同负载下均存在应力松弛的现象，应力松弛率相同。结扎橡皮圈是很好的正畸治疗的加力部件。
【参考文献】
1 焦剑,雷渭媛. 高聚物结构、性能与测试.北京:化学工业出版社,2003,354-421.
2 董炎明,张海良. 高分子科学教程.北京:科学出版社,2004,250-265.
3 Richard P McLaughlin ,John C Bennett ,Hugo J Trevisi .系统化正畸治疗技术.天津:天津科技翻译出版公司,2002,254-258.
4 Grassi V, Merlati G, Menghini P.Elastomeric ligaturess in orthodontics. An in vitro evaluation of ten different types.Minerva Stomatol， 2001,50(11-12):381-389.
5 Josell SD, Leiss JB, Rekow ED.Force degradation in elastomeric ligaturess. Semin Orthod， 1997 ,3(3):189-197.
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7 Rock WP, Wilson HJ, Fisher SE.Force reduction of orthodontic elastomeric ligaturess after one month in the mouth.Br J Orthod， 1986,13(3):147-150.
8 刘东旭,郭泾.口腔正畸新进展滑动机制直丝弓矫治技术.济南:山东科技出版社,2001,111
9 桑艳辉,李巍然.正畸用弹力圈拉伸性能的测定.口腔正畸杂志,2005,12(3):113.
(编辑：若 木)
作者单位：266003 山东青岛,青岛市口腔医院正畸科
266003 山东青岛,青岛华杰齿科诊所