牙周、牙槽骨膜及骨缝处的细胞能对机械力产生反应是正畸及颅面矫形治疗的基础。矫治器及材料的改进可以提高矫治力系统的效率，产生"较轻"的力，但由于牙齿倾斜移动时产生较大的力矩，使牙受到的应力并未相应减少。重要的是，当应力超过一定水平时，矫治系统会引起组织坏死，牙及骨的物理位移，接下来是在牙根和骨的新位置进行组织的增生和愈合。从理论上讲这就是牙根吸收产生的原因，同样各种非生理性的力也可以解释为什么矫治器加力和牙及骨的移动不能协调一致。 各种正畸及矫形力系统应用组织和细胞培养来研究机械力和组织反应的关系。最初胶原合成被看作是培养成功和对机械力反应的一个指标，其中Ⅲ型胶原的增加是牙周及骨缝组织改建的标志。近来我们发现由于Ⅲ型胶原合成和血管生长间可能存在一定关系，当正畸力作用于牙周膜时总有血管的增生，并且血管周围有抗酒石酸磷酶染色阳性细胞。机械力作用于培养的牙周细胞和骨细胞后，有Ⅲ型胶原合成增加，最近的研究发现单个细胞中整合素的表达和机械应变有一定关系，这说明生物机械力作用后可能通过一种信号传递通路，力导致细胞外基质应变细胞膜进而通过细胞膜表面的整合素结合位点和细胞的改变来激活细胞反应。