上世纪60年代，Andrews研究了120名未经正畸治疗的正常颌，提出了正常颌六项标准。在此基础上，于70年代初设计出直丝弓矫治器的系列托槽与颊面管。新的矫治器源于方丝弓矫治器，但却消除了在弓丝上弯制三种序列弯曲的必要，一根有基本弓形的平直弓丝插入托槽，就可以完成牙齿三方位的移动；治疗结束时，完成弓丝也完全平直，所以称为直丝弓矫治器（straight wire appliance，SWA）。直丝弓矫治器又称预调矫治器或预置矫治器（preadjusted appliance），该矫治器用托槽定位牙，很少弯制弓丝，不仅简化了临床操作、缩短了就诊时间，而且避免了因弓丝弯制误差造成的牙往返移动，使牙定位更精确、迅速，疗程也得以缩短。30多年来，Andrews直丝弓矫治器经过Roth、Bennett、McLaughlin等医师的改进（Roth setup，MBT Appliance），矫治器由多种系列的托槽发展成单一的系统，设计更为简洁合理，矫治技术也日趋成熟，将方丝弓矫治技术支抗控制下在方形弓丝上的牙整体移动与Begg矫治技术细丝轻力、组牙滑动有机地结合在一起，形成了独具特色的风格，已成为当今正畸临床使用最多的矫治器。
—、正常脸六项标准（six keys to normal occlusion）
（1）磨牙关系：上颌第一恒磨牙近中颊尖咬合于下颌第一恒磨牙近中颊沟上；同样重要的是上颌第一恒磨牙的远中颊尖的远中斜面咬合于下颌第二恒磨牙近中颊尖的近中斜面上，上颌尖牙咬合于下颌尖牙和第一前磨牙之间。
（2）牙近、远中倾斜（冠角、轴倾角）：牙临床冠长轴与颌平面垂线所组成的角为冠角或轴倾角（tip），代表了牙的近、远中倾斜程度。临床冠长轴的龈端向远中倾斜时冠角为正值，向近中倾斜时冠角为负值。正常颌的冠角大都为正值。
正常颌牙的临床冠都向远中倾斜，冠角多为正值
（3）牙唇（颊）-舌向倾斜（冠倾斜、冠转矩）：牙临床冠长轴的唇（颊）舌向倾斜度称为冠倾斜或冠转矩（torque）。不同牙有不同的冠转矩：上切牙冠向唇侧倾斜，冠转矩为正；下切牙冠接近直立；从尖牙起，上、下后牙牙冠都向舌侧倾斜，冠转矩为负，磨牙比前磨牙更明显，下颌比上颌为甚。
（4）旋转：正常猞应当没有不适当的牙旋转。后牙旋转后占据较多的近远中间隙；前牙正好相反，占据较少的近远中间隙。
（5）间隙：正常颌牙弓中牙都保持相互接触，无牙间隙存在。
（6）牙颌曲线：正常颌的纵颌曲线较为平直，或稍有Spee曲线，Spee曲线深度在0～2mm。Spee曲线较深时，上颌牙可利用的颌面受限，上牙弓间隙不足以容纳上牙。整平较深的Spee曲线将使下牙弓的周径和弓长增加，使下牙弓的颌面能与上牙弓建立良好的颌接触。颠倒的Spee曲线为上颌牙提供的殆面过大，上牙的间隙过多。
二、直丝弓矫治器的原理
正畸治疗包括牙弓内（intra-arch）和牙弓之间（inter-arch）的治疗。弓内治疗确定牙在牙弓中的正确位置；弓间治疗协调上下牙弓之间及其与颅面之间的关系。标准方丝弓矫治器各个牙的托槽相同，只能通过在弓丝上弯制三种序列弯曲定位牙、完成弓内治疗。直丝弓矫治器的各个牙托槽的底厚不同，并预置有不同的轴倾角、转矩角，牙的定位是由托槽完成，不用在弓丝上弯制三种序列弯曲就能完成弓内治疗。这是Andrews直丝弓矫治器的要素，也是继Andrews之后形形色色的直丝弓矫治器所共有的特征。
（1）消除第一序列弯曲：正常牙在牙弓中的唇（颊）-舌位置有所差别，若以牙唇（颊）面的最突点至牙接触点连线的距离代表牙冠突度，各个牙的冠突度都不相同，这种差别在上牙弓较下牙弓更明显。例如上颌侧切牙较靠舌侧、冠突度较小；尖牙较靠唇侧，冠突度较大。
标准方丝弓矫治器需要在弓丝上弯制第一序列弯曲使牙到位并保持在这一位置；直丝弓矫治器通过调节托槽底的厚度，自动完成这种牙移动，使牙在牙弓中保持正确的唇（颊）舌位置关系（图9-8）。
上颌第一磨牙颊侧尖连线与牙接触点连线成10°角；下颌第一恒磨牙近中颊尖与远中颊尖连线与牙接触点连线平行。以此设计磨牙带环颊面管的补偿角度（offset）。
（2）消除第二序列弯曲：以上颌尖牙为例：正常上颌尖牙牙冠长轴向远中倾斜，冠长轴与颌平面垂线之间的成角为11°。标准方丝弓矫治器在粘着托槽时将托槽向近中适量倾斜或在弓丝上弯制第二序列弯曲来使牙达到这种位置。直丝弓矫治器托槽的槽沟包含了11°的角度，弓丝纳入槽内时将自动产生11°的向远中倾斜的力，当弓丝恢复原来的平直形状时牙就完成了所需要的移动，冠向远中倾斜11°。
直丝弓矫治器的托槽，根据不同牙的位置，在槽沟上加入了不同的近远中倾斜角度（tip）。注意此角度是依据临床冠确定，而不是依据整个牙长轴而确定。
（3）消除第三序列弯曲：正常颌上颌尖牙牙冠稍向舌侧倾斜，转矩角-7°。标准方丝弓矫治器在唇弓上弯制第三序列弯曲，加转矩力，然后，当弓丝固定入槽内时，牙会受力产生控根移动。直丝弓矫治器托槽在托槽底上加入了-7°的角度。当直丝纳入槽内后，将受扭曲而自动产生使牙冠舌向丨面斜7°的力，直至牙达到这一位置时，弓丝恢复直线并不再受扭力。同样，此角度是依赖临床冠长轴而不是牙根长轴。
三、直丝弓矫治器的设计
（1）Andrews直丝弓矫治器：1970年Andrews设计出标准直丝弓托槽（standardSWA），用于ANB角小于5°的不拔牙病例，托槽所包含的角度数据源自于他研究过的非正畸正常颌的标准。不久，他又设计出拔牙病例用直丝弓托槽（translation SWA），根据支抗的需要，在托槽上增加了不同的抗倾斜（tip）和抗旋转（offset或称an-ti-rotation）成分，以防止拔牙隙两侧牙在受牵引移动时发生倾斜、旋转。同时根据ANB角的计出三种不同的切牙托槽。
Andrews设计的直丝弓矫治器托槽种类过于繁多。首先要根据拔牙或不拔牙选择"标准式"或"拔牙式"；其次要根据患者ANB角的大小区分使用三种不同类型的切牙托槽；最后，对拔牙病例还要根据支抗的大小确定三种不同形式的尖牙与后牙托槽。Andrews的初衷是使他的矫治器能做到"全程式化"并适合于每一个特定的患者，但结果却事与愿违。十多种不同托槽系列，每一系列中每个牙的设计又各不相同，如此繁杂的系统，使得临床使用很不方便。
（2）Roth直丝弓矫治器：Roth是功能颌的倡导者。功能颌是下颌功能运动时颌的状态，是正常颌的动态标准，也是正畸治疗的目标。功能颌的标准为：①正中颌^即最大尖窝接触位时髁突应位于关节凹正中位置。②正中时后牙接触均匀、受力均衡，辑力尽可能沿长轴方向；前牙应稍稍分离（0.005"），形成后牙对前牙的保护。③前伸猞时6个上前牙与8个下前牙接触，后牙稍稍分离，形成前牙对后牙的保护。④侧方颌时仅工作侧尖牙接触，其余牙分离，即尖牙保护颌。
Roth根据功能耀目标和多年临床应用Andrews直丝弓矫治器的经验，于1976年对An-进行了改良。Roth改良的直丝弓托槽是一种拔牙托槽，其主要设计思想为：
1）一种托槽系列适合于大部分患者。
2）托槽所包含的角度可以完成牙齿三方位的轻度过矫正。
3）允许牙齿轻微倾斜移动，而不像Andrews托槽那样完全整体移动牙齿。
4）切牙托槽的位置稍靠切缘，以省去弓丝的代偿弯曲。
Roth改良后的直丝弓矫治器托槽的各种数据。改良后的直丝弓矫治器很快得到广泛使用。
（3）MBT直丝弓矫治器：Bennett与McLaughlin根据自己多年使用直丝弓矫治器的经验，特别是使用他们提出的滑动法关闭拔牙间隙的新的矫正需要，1994年对直丝弓矫治器的托槽设计进行了改良。在此基础上，1997年McLaughlin、Bennett和Trevisi发展出MBT直丝弓矫治器（表9-4）。MBT托槽与Andrews-Roth托槽主要差别在于：
1）减小上、下前牙特别是尖牙的轴倾角。
2）增大上切牙根舌向转矩角和下切牙冠舌向转矩角。
3）增大上磨牙冠舌向转矩角。
4）减小下尖牙和后牙特别是磨牙冠舌向转矩角。
5）上第二前磨牙托槽底减薄，托槽仍为0.022"槽沟，但在外形上尖牙和前磨牙托槽不再附有牵引钩。
（4）基于正常颌中国人牙特征的直丝弓矫治器。北京大学口腔医学院正畸科于上世纪80年代末将直丝弓矫治器引人正畸临床，并于90年代初开发出国产直丝弓矫治器托槽和磨牙颊面管。1997年对正常颌的研究得出中国人直丝弓矫治器全部基础数据；其后，对根据这组数据设计的矫治器进行临床应用，评价、验证并加以改进，2006开发出基于正常颌中国人牙特征的直丝弓矫治器22矫治器。
四、直丝弓矫治器的安放
（1）托槽识别：直丝弓矫治器托槽专牙专用。为区分不同牙的托槽，每个托槽的远中龈侧翼上都有永久性识别标志：进口产品上颌为圆点，下颌为椭圆点；国产品上颌为圆点，下颌为线。有的产品在托槽网底面以激光数字标示牙位，有的以激光数字将牙弓象限和牙位分别标示在托槽颌向的两个翼上。
（2）托槽位置：直丝弓矫治器将托槽置于牙的临床冠中心。正确的托槽位置可以在最大限度减小弓丝弯制的情况下使牙的位置和排列更接近六项标准，是直丝弓矫治器取得高质量治疗结果的基础。
Andrews用目测法确定牙的临床冠中心。这种方法简便易行，但却存在误差。MBT技术推荐以临床冠中心高度确定托槽的位置，并借助定位器、使用光固化粘接剂粘接托槽。这种方法可以精确定位托槽，但却耗时、耗力。应当注意的是牙临床冠中心高度存在种族差异。
五、矫治程序
直丝弓矫治器源于方丝弓矫治器，遵循方丝弓矫治技术的治疗原则。经过30多年的发展，吸取了Begg矫治技术的细丝轻力、组牙滑动的特点，形成了当代直丝弓矫治技术：①强调托槽粘着位置的精确。②整个治疗中使用弱而持续的矫治力（50～150g）。③高弹性弓丝如热激活镍钛丝的广泛应用。④使用三种弓形，即尖圆、卵圆和方圆形。⑤重视牙弓完全整平，第二磨牙常包括于矫治器内。⑥第一阶段排齐整平牙弓时，为防止前牙唇倾与覆颌加深，采取尖牙向后结扎（laceback）和末端弓丝回弯（cinch back）。尖牙向后结扎指用结扎丝从牙弓最远中的磨牙颊面管至尖牙托槽之间进行8字形连续结扎。所有拔牙、不拔牙病例，只要不希望尖牙冠长轴前倾者都要采用。末端弓丝回弯是指将颊面管后方的末端弓丝紧贴颊面管向龈向弯折45°以上。⑦第二阶段使用滑动法关闭拔牙隙：滑动法（sliding mechanics）是指牙弓完全整平后，使用0.019英寸x0.025英寸不镑钢方丝，在尖牙托槽近中弓丝上置牵引钩，以弹性牵弓丨方式、用50～150g颌内牵引力，一次完成6个前牙的后移和控根。在关闭拔牙间隙的同时，通过支抗控制调整磨牙关系。滑动法是直丝弓矫治技术特有的关闭拔牙间隙的方法。⑧完成阶段：对于直丝弓矫治器，一旦第一根弓丝结扎入托槽后，牙即向最终位置移动，整个治疗是一个缓缓向完成阶段过度的过程。若前两个阶段处理良好、治疗过程平稳，结束时仅需要小量的工作。完成阶段的工作主要包括三方面：①矫正治疗过程中因托槽位置、转矩与支抗控制不当等产生的问题。②必要时的过矫正。③去托槽之前，用细圆丝至少6周，可配合垂直牵弓丨，使牙垂直向定位、尖窝关系更好。
直丝弓治器由于”托槽依牙不同而不同”，实现了牙间的托槽个别化，这是矫治器发展史中的一大进步。然而，这种个别化只是初级的，迄今尚无一种”托槽依患者不同而不同”的真正个体化矫治器，矫治器与矫治技术都需要继续发展。