欲使牙齿达到理想移动，除了作用力大小、方向和作用点外，还必须注意作用力性质。由于牙齿包埋于牙槽骨中，牙根长度大于牙冠的高度，牙齿的旋转中心位于牙根根尖向约2/3处，使外力的作用点无法置于牙齿的质心（或阻抗中心）。叙述正畸生物力学原则，既要遵循力学基本原则，还要考虑牙齿与牙周组织的解剖、组织的改建。
§§§第一节 矫治力的强度
1、力的四级强度分级 MantinSchwarz用狗做实验，推断出使牙齿移动的力不能大于毛细血管的压力。这样的力不会损伤牙周膜毛细血管。因此，他根据生物学的效应，把作用到牙齿的力分为四级。
（1）力量过小，或时间过短，不足以引起牙周组织的反应。
（2）温和而持久的力，对牙周膜的压力小于毛细血管（<20~26g/mm2）的压力，引起牙槽骨受压部分吸收，但不引起牙组织吸收，停止加力后恢复正常形态的功能。
（3）力的强度大于毛细血管的压力，引起牙周膜缺血，导致组织坏死、吸收，破骨细胞和成骨细胞活动停止，但停止加力后，组织即可恢复正常功能。只有通过“潜行性”骨吸收，清除死骨后，牙齿才能移动。
（4）力的强度大于毛细血管的压力，压毁牙周膜，使牙根与牙槽骨接触，牙根表面吸收引起牙槽骨内膜面挖掘性吸收，牙周膜坏死，牙根吸收，甚至固着联合。
2、临床三级力强度分级 轻度力为60g以下，中度力为60~350g，而重度力为350g。
3、最适宜矫治力临床指征 最适宜矫治力的临床指征：①矫治牙无明显自觉疼痛。②矫治牙无明显叩诊疼痛。③矫治牙无明显松动。④矫治牙根尖及根周无病理改变。⑤矫治牙和颌位效果明显。
§§§第二节 支抗及其原则
1、支抗的概念
（1）抗基：使其他牙齿，对颌牙弓、颌骨产生移动的那些牙、牙弓、颌骨、颅骨等称为抗基。
（2）支抗：以抗基为依托，当作用力使牙、牙弓或颌骨产生移动或形态改变时，抗基本身则可产生一种拮抗作用力的反作用力，即防止抗基移位的阻力。支抗就是一种阻力。
（3）支抗作用：用抗基使其他牙、牙弓、颌骨移动的作用。
2、支抗的种类
（1）按运用力的方式：①简单支抗。倾斜阻力，牙齿可自由倾斜。②交互支抗。两个或两个以上牙齿相互作为支抗，移动方向相反，力量相等而平行。
（2）按照包含颌骨。①颌内支抗：在同一颌骨内，利用一部分牙齿，以推动本牙弓的其他牙齿。如利用牙周面积大的牙齿推动牙周面积小的牙齿。②颌间支抗：利用一颌的全部牙齿，作为抗基，以移动对颌的若干牙齿。
（3）按照支抗的位置。①口内支抗：支抗主要包括牙、黏膜或其他口腔内结构。颌内、颌间、简单、交互均属于口内支抗。②口外支抗：支抗抗基建立在口腔之外，如利用头颈作为支抗，口外唇弓、牵引帽、额兜等，它包括有颈支抗、枕支抗、顶支抗、面支抗。
（4）按支抗的数目分类。①单一支抗：仅包括一个牙齿。②复合支抗：两个以上牙齿。
③增强支抗：增加非牙齿的部作为支抗。
3、支抗的控制原则 支抗的控制原则如下：①使支抗（或抗基）尽可能地远离移动牙。②尽能包含更多的牙齿作为支抗。③尽可能改变正畸力的大小、时间、方向、作用点。④乳牙根吸收过多，恒牙根未完全形成，不能作为支抗。⑤使用差动力原则移动牙齿。⑥使用口外支抗，如使用口外唇弓增强支抗。
§§§第三节 牙齿移动的生物学基础
当正畸力作用于被移动的牙齿，牙齿将在齿槽窝内产生移动。牙齿之所以能够移动，而牙齿本身和齿槽骨又没有产生异常变化，这就意味着在正畸牙移动过程中，存在着复杂的生物学变化。这种复杂的生物学反应基础是：
（1）颌骨可塑性。颌骨和牙槽骨在全身骨骼中最活跃，适应性、可塑性特别强。它们在外力作用下能够进行改建；即通过骨质沉淀与吸收，在增生和吸收的质和量之间保持相互平衡。
（2）牙骨质的抗压性。牙根区域的牙骨质在其外表被覆一层类牙骨质，类牙骨质具有抗压性，保护内层的牙骨质不会发生吸收或改变。在正畸力作用下，类牙骨质所具有的抗压性使牙骨质吸收变化不明显，而主要使齿槽骨发生改建。
（3）牙周膜内环境稳定。受外力作用，牙周膜能根据功能和正畸需要，不断发生更新重建。当外力去除后，牙周膜将又恢复正常的牙周膜宽度，牙周膜与齿槽骨、牙骨质的正常关系。
§§§第四节 正畸牙移动的组织学反应
1、齿槽骨改建 在作用力大小适当的情况下：①牵引区的内侧面和压力区的外侧面，均有成骨细胞活动，新骨沉淀。②牵引区的外侧面，压力区的内侧面，破骨细胞活跃，原有的骨质被吸收。③齿槽骨致密骨板消失，产生横行排列的骨小梁，方向与受力方向一致。④改建的齿槽骨内新骨小梁横向排列，称为“过渡性骨”。新骨小梁一端破骨细胞活跃，骨质吸收；而另一端牙齿成骨细胞活动，骨质沉淀。牙齿停止移动后，过渡性骨可在一年左右变成正常的牙槽骨组织。⑤如果压迫区牙槽骨面吸收是在骨表面直接发生，称为直接骨吸收；当作用力过大时，骨的吸收有时不在牙槽骨内面直接吸收，而在稍远处发生骨吸收，这种吸收为间接骨吸收或潜行性骨吸收（或挖掘性骨吸收）。潜行性骨吸收可使牙齿移动变缓，被矫治牙产生松动、疼痛。
2、牙周膜组织反应 牙齿受矫治力的作用，部分牙周膜受牵弓丨，部分牙周膜受压迫，牙膜生。
（1）张力区：牙周纤维牵拉伸长，间隙增宽，胶原纤维和基质增生，成纤维细胞增殖，成骨细胞分化活跃。外界压力降低或消失，牙周纤维再排列和附着，继而恢复正常的牙周膜宽度。
（2）压力区：牙周膜受压迫而宽度变窄，血管受压，血流减缓，细胞分化，胶原纤维和基质降解，破骨细胞活跃。
3、牙髓组织反应
（1）当矫治力的力值在理想范围之内时，对牙髓反应不大，可能牙髓活性稍微下降，牙齿停止移动后又恢复正常。
（2）当矫治力的力值过大，则会导致牙髓的反应。如果根尖血管阻塞，则可能发生牙髓炎、牙髓变性，甚至坏死，牙冠颜色发生（暗红色）改变。
（3）死髓牙进行治疗后，如果根尖周组织正常，也可以使用外力进行移动。
4、牙骨质组织反应 正畸过程中不可避免地使牙骨质产生吸收。只是由于类牙骨质的抗压性质，决定了这种吸收的程度较轻，范围小。最明显的变化是牙根表面牙骨质（进一步是牙本质）吸收，通常发生在压迫区组织，使吸收区域出现透明样变性后，吸收后陷窝由细胞性牙骨质修复，牙齿通过韧带与新形成的牙骨质进行连接。
5、正畸对牙根及根尖组织的影响 牙根对正畸力反应主要是牙根表面吸收和根尖吸收。
6、正畸对颞下颌关节及下颌骨的影响 适度的矫治力作用下，如果使下颌髁突前移，关节凹后壁增生，前壁吸收，下颌升支后缘增生，升支前缘及内角吸收。如果使下颌裸突后移，反与反。
§§§第五节 牙齿移动的类型及组织反应
矫治牙受力后将产生移动，移动的距离、类型、快慢及方向，受矫治力大小、方向、作用部位的影响。不同类型的牙齿移动，牙周膜产生的组织反应也不同。
1、牙齿移动的类型
（1）牙齿的倾斜移动：当在牙齿牙冠施加矫治力后，牙齿以牙根上某一点为旋转中心，牙齿根冠产生相反的移动，则单根牙倾斜移动产生两个压力区，两个牵引区。
（2）整体移动：当正畸力作用于被矫治牙齿，牙齿的根、冠向同一方向、以均等距离移动，即牙冠及牙根整体移动到新的位置，为整体移动。
（3）旋转移动：牙齿的旋转运动即是牙齿以牙长轴为中心进行旋转移动。
（4）牙齿转矩移动：牙齿移动过程中，牙齿的牙冠（或牙根）将做特定方向的移动，而牙根（或牙冠）移动极少，甚至不移动。
（5）牙齿垂直移动：牙齿的垂直移动，使牙齿伸长或压入的移动，属整体移动范围。
2、牙齿移动的组织反应
（1）牙齿的倾斜移动：当在牙齿倾斜移动时，单根牙倾斜移动产生两个压力区，两个牵引区。双根牙出现四个牵弓丨区。旋转中心位于根中1/3和根尖1/3处。最大压力区和牵引区位于根尖与颈缘，根尖及颈缘受力也就最大。或者以牙齿根尖为旋转中心，整个牙齿向一侧倾斜移动，即为倾斜移动，则出现一个受力区，一个牵引区。
（2）整体移动：当牙齿作整体移动时，根尖至龈缘的支持组织出现一个张力区，一个压迫区。张力区与压迫区受力较为平均一致。由于牙周组织几乎完全处于紧张与压迫状态，整个牙周膜将发生改建，因此整体移动比倾斜移动要缓慢得多，所需要的力值也大。
（3）旋转移动：单根牙齿的旋转运动，由于牙根横截面形态呈卵圆形，因此齿槽窝内出现两个压迫区，两个牵引区。由于不涉及齿槽骨的吸收和增生过程，因此仅仅只是牙周膜的压迫、牵引。由于牙周主纤维的强大阻力，牙周纤维重新排列、改建需要较长时间。多根牙的旋转运动与单根牙类似，但组织反应要复杂，牙周组织重建慢。因此，扭转牙的移动和保持最困难。
（4）牙齿转矩移动：牙齿转矩移动过程中，由于临床上常使牙根做唇、舌方向转矩移动，而牙冠移动极少，故又称控根移动。存在两个压迫区，两个牵引区，牙根根尖1/3区和对侧牙根颈部的齿槽嵴。根尖部受力最大，过大的力易造成根尖吸收甚至牙髓坏死。
（5）齿垂直移动：牙齿的垂直移动是使牙齿伸长或压入的移动，属整体移动范围。①作用力接近或几乎通过阻抗中心，否则牙齿将伴有唇向或舌向倾斜。②组织反应。矫治力过大，无论是伸出或压低移动，均可造成根尖血管的损伤而引起牙髓、牙周组织损伤，进而使牙齿动。
牙齿压低移动是由于牙周主纤维的排列呈斜向根尖方向，因此牙齿压低移动时，整个牙支持组织受牵引，而无压迫区。由于主纤维的阻力，原有的齿槽窝无法适应牙根新位置，根尖周齿槽骨必须产生骨质吸收，牙槽窝发生改建，才能使牙齿产生压低移动。因此牙齿移动缓慢，牙周组织恢复重建较难，而过大的力则可能导致根尖血循环障碍。
牙齿伸长移动是牙齿伸长移动时无压迫区，整个牙齿支持组织由于牵引而处于紧张状态，特别是嵴上纤维更紧张，主纤维在经过改建后，会恢复原有排列。牙齿伸长移动时，无骨吸收过程，以骨质增生为主，牙齿根尖区及齿槽骨嵴顶有新骨生成。
