研究人员开发出用于正畸治疗的形状记忆TPU材料：更经济、更可持续

对于治疗畸形牙齿的矫治器的要求非常高，它必须在临床上有效，能定制，要求能隐形并且佩戴舒适。对于正畸夹板的材料也有同样的要求。现在，位于德国波茨坦的弗劳恩霍夫应用高分子研究所IAP的一个团队与德国杜塞尔多夫大学医院合作，已经开发出一种高度创新的材料，可以实现全新的治疗理念并降低成本。科学家们研发出了具有形状记忆特性的聚合物。

这种新型材料将有效的牙齿移动与更有效地利用资源结合起来。弗劳恩霍夫应用高分子研究所IAP的 "合成与聚合物技术 "研究部门负责人Thorsten Pretsch博士在解释这一概念时称："由形状记忆聚合物制成的矫治器可以控制作用在牙齿上的力，从而使治疗对患者更友好。”

Thorsten Pretsch博士表示："我们的矫治器允许一次性实施牙齿矫正的多个步骤。"其优点是： 在治疗过程中减少矫治器的数量，避免过多的材料浪费，降低治疗成本。

形状记忆聚合物属于智能材料。由这些塑料制成的物体能够以一种精确的预定方式改变其形状。外部刺激（例如热），会触发形状记忆效应。矫治器会慢慢改变形状，从而将错位的牙齿移动到所需的位置。

具有双重效果的矫治器材料

弗劳恩霍夫应用高分子研究所IAP的项目负责人，理学硕士Dennis Schönfeld，合成了一种用于矫治器治疗的热塑性聚氨酯（TPU），它对热量和身体温度的水都会有反应。根据温度的高低或材料吸收水的多少，矫治器的形状变化可以被分解为很多单独的步骤。

用假牙模型进行了一系列的测试，结果验证了最新开发的这一TPU的功能： 在热处理过程中，该团队实现了门牙最大3.5毫米的移动。此外，在具有身体温度的水中，可以在规定的时间内，逐渐改变矫治器的形状。未来，形状记忆效应可以由口腔内的唾液来触发。

因此，一个夹板就可以实现几个矫正步骤。对材料厚度的巧妙选择以及对矫治器的逐步加热还能控制施加在牙齿上的力。Thorsten Pretsch博士强调称："对于矫形应用来说，这些特殊功能为矫治器治疗带来了许多独特的优势--从通过控制加热进行较小的形状调整到减少治疗步骤的数量。”

使正畸治疗具有了可持续性

到目前为止，矫治器都是由产生强大压迫力的材料构成的。因此，为了不损伤邻近的组织，需要许多小的治疗步骤来纠正错颌畸形。治疗的每个阶段都需要一个可拆卸的透明矫治器。研究建议将牙齿移动限制在每个矫治器最多移动牙齿0.2毫米的范围内。因此，需要使用许多单独制造的夹板进行治疗会产生高额的费用。

根据错颌畸形的程度，平均需要制作30至60个矫治器，以便在几个月内将牙齿移动到所需的位置。与使用传统矫治器材料的疗法相比，新开发的聚合物能够在预先确定的、细小和可控的步骤中改变形状，这有可能减少正畸治疗所需的阶段数量。

牙科治疗的未来技术

截至到目前，弗劳恩霍夫应用高分子研究所IAP的研究人员所开发的矫治器材料已经在模型牙冠上进行了测试。为了优化它的临床应用，科学家们专注于进一步的材料开发。作为基础，杜塞尔多夫大学医院的正畸科综合医院进行了详细的生物力学分析。

杜塞尔多夫大学医院的Drescher教授表示："我们的调查表明，新开发的材料具有显著的效率，这意味着对正畸治疗有很大的优势。" 该团队有信心将这项新技术转移到临床应用中。