正常及异常牙周膜在不同载荷作用下应力分布的研究——应用三维有限元计算

本文应用三维有限元研究了正常及异常牙周膜在不同载荷作用下的应力分布,得到牙周膜的应力分布规律。(1)通过牙体生理中心(几何中心)的力,应力分布最均匀,以压应力为主,对牙周膜有利;(2)其它类型的力均可使牙周膜受力不均匀,以与牙长轴呈90°角的侧向力危害严重,可同时产生较大的压应力和拉应力;(3)牙周膜内应力值随牙槽骨高度降低而增高,尤以根尖区和牙槽嵴顶区变化剧烈;(4)外力方向、作用点位置对异常牙周膜应力值有明显影响。     

舌侧矫治器关闭间隙上前牙牙周膜应力变化的三维有限元分析

目的：利用已有的舌侧矫治三维有限元模型并进行加力运算,分析个体化舌侧矫治滑动法关闭上颌拔牙间隙阶段,在颊、腭侧不同力值、不同加力组合方式加力时,上前牙的牙周膜应力分布规律,指导临床应用。方法：建立舌侧矫治三维有限元模型,在ANSYS 11.0软件中分别模拟：（1）上颌第二磨牙作为支抗牙进行单独颊侧加力（力值0.75 N、1.00 N、1.50 N）;（2）单独腭侧加力（力值0.75 N、1.00 N、1.50 N）;（3）颊、腭侧同时加力（颊侧加力1.00 N+腭侧加力0.50 N、颊侧加力0.75 N+腭侧加力 0.75 N、颊侧加力0.50 N+腭侧加力1.00 N）,分析3种加力方式下上前牙牙周膜的最大主应力、最小主应力和von Mises应力的峰值及分布。结果：（1）单纯颊侧加力时（0.75 N、1.00 N、1.50 N）最大主应力：初始,在侧切牙牙周膜唇侧颈部及尖牙牙周膜腭侧及远中颈部均受压应力,随着加力增大,压应力值及牙周膜受压应力范围增大。最小主应力：初始,在侧切牙牙周膜腭侧颈部及尖牙近中颈部受拉应力,随着加力增大,拉应力值及牙周膜受拉应力范围增大,在中切牙的近、远中颈部牙周膜也出现拉应力区。von Mises应力：初始,牙周膜受应力区集中体现的部位为侧切牙唇、腭侧颈部及尖牙远中颈部,随着加力增大,应力值及牙周膜受力范围向根方扩大,最终,尖牙近中颈部牙周膜也出现应力集中区。（2）单纯腭侧加力（0.75 N、1.00 N、1.50 N）最大主应力：初始,尖牙牙周膜远中偏腭侧颈部,及侧切牙远中偏颊侧和腭侧颈部的牙周膜受压应力,随着加力增大,压应力值及牙周膜受压应力范围增大。最小主应力：初始,侧切牙远中邻面颈部及尖牙近中邻面颈部受拉应力,随着加力增大,拉应力值及牙周膜受拉应力范围增大。von Mises应力：初始,牙周膜受应力区集中于尖牙腭侧及近远中邻面偏腭侧的颈部,随着加力增大,应力值及牙周膜受力范围增大,最终在尖牙牙周膜颈部腭侧远中处出现了应力集中区。（3）颊腭侧同时加力时：最大主应力：压应力一直应力集中于尖牙远中偏腭侧颈部牙周膜。最小主应力：拉应力的应力集中区在颊侧加力大于腭侧加力时为侧切牙腭侧颈部牙周膜,随腭侧加力的增大,拉应力应力集中区转移到尖牙牙周膜的近中颈部。von Mises应力：颊腭侧同时加力,牙周膜所受的综合应力较单纯颊（腭）侧加力小。结论：单纯颊侧加力关闭拔牙间隙时,侧切牙及尖牙牙周膜为主要应力集中区,应力大小和范围随施力增大而增大;单纯腭侧加力关闭拔牙间隙时,尖牙牙周膜为主要应力集中区,当力值增大过程中,应力大小和范围增大;采用颊、腭侧不同加力方式组合,压应力的应力集中点均在尖牙远中牙周膜区域,拉应力的应力集中区颊侧加力大于腭侧加力时出现在侧切牙腭侧颈部,随腭侧加力力值增大转移到尖牙近中;综合应力分布情况下颊侧加力1.00 N+腭侧加力0.50 N时,牙周膜应力分布更为均匀,同时应力水平最小。     

不同倒凹深度的铸造三臂卡环在使用过程中基牙牙周膜所受的应力大小研究

目的：探究对不同倒凹深度的义齿在取戴时的基牙牙周膜所受应力大小。方法：实验设计为下颌第一磨牙缺失,以第二磨牙、第二前磨牙为基牙的活动义齿修复,根据卡环进入倒凹的深度进行实验分组,建立各组下颌第一磨牙的有限元模型,在义齿桥体中部部位实施动态位移载荷,以模拟推拉卡环的方法摘取义齿,计算在义齿摘取过程中各基牙牙周膜的应力变化。结果：义齿取戴时,卡环的就位力显著低于脱位力（P＜0．05）;磨牙牙周膜产生的应力较前磨牙明显要小（P＜0．05）;卡环固位力、脱位力以及取戴时牙周膜所受应力与倒凹深度呈指数正相关;在同一倒凹深度上,磨牙卡环固位力＞前磨牙卡环的固位力（P＜0．05）。结论：义齿脱位时的载荷＞就位时的载荷,在义齿取戴过程中,基牙牙周膜应力、就位力、脱位力与倒凹深度呈正相关,磨牙牙周膜受到的应力要＜双尖牙,脱位时牙周膜应力要＞就位时。     

正常下颌第二前磨牙牙周膜应力分布及其耐受阈的研究

本研究采用三维有限元法对正常下颌第二前磨牙牙周膜应力分布及其耐受阈进行了研究。结果显示：（１）当牙齿承受最大垂直力和侧向力时，牙周膜单元最大主应力（σ１）分布不均匀，最大值均在牙槽嵴顶并且大小相近，分别为４．９９×１０－３和４．３５×１０－３ＭＰａ。因此确定本模型的牙周膜单元应力耐受阈为４．３５×１０－３ＭＰａ。（２）根尖区应力很小，对于保护根尖孔处的牙髓血管和神经具有重要意义。（３）力计测量的最大力不能反映牙周膜的最大潜力。     

上颌尖牙压低的三维有限元分析

目的:分析压低加载变化对Von mises应力分布的影响,探讨尖牙压低过程中的力学机制,为临床正畸治疗提供客观的理论依据.方法:运用已经建立的上颌尖牙及矫治器的三维有限元模型,在有限元模型中的弓丝上选择三个代表性的点:距托槽近中边缘1mm处、远中边缘1mm处、托槽中点处.在此三点上设计五种工况,模拟不同的压低情况,描绘出牙体及牙周膜的位移形变图、Von mises应力分布图.结果:不同的压低加载对牙周膜应力分布有明显的影响.①在弓丝上单独施加压低力时,牙周膜应力集中区主要位于牙周膜唇面颈1/3靠近中处;②在压低的同时施加舌向力,牙周膜应力集中区由唇侧向舌侧转移;③40g的压低与5g的舌向力共同作用时,尖牙在不发生唇舌向倾斜的情况下被压低,牙周膜应力分布较均匀.结论:当压低力与舌向力的比值等于8:1时,尖牙在不发生唇舌向倾斜的基础上被压低;当压低力与舌向力的比值大于8:1时,尖牙在压低的同时发生牙冠唇向牙根舌向的倾斜运动;当压低力与舌向力的比值小于8:1时,尖牙在压低的同时发生牙冠舌向牙根唇向的倾斜运动.     

下颌前磨牙弯曲牙根生物组织应力的三维有限元分析

①目的 探讨下颌前磨牙弯曲牙根受颊侧、舌侧矫治力及牙根、牙周膜、牙槽骨的应力.②方法 选取拔除成人下颌弯曲牙根的前磨牙,应用CT扫描、Mimics10.01软件建立三维实体模型;在牙冠颊、舌侧加力值,利用ANSYS软件分析、研究其应力分布规律.③结果 颊侧施力:牙做整体移动其牙根、牙周膜、牙槽骨应力最小,旋转移动最大,倾斜移动次之.舌侧施力时牙做整体移动、旋转移动,倾斜移动其牙根应力最大、牙周膜次之、牙槽骨最小.无论整体移动、旋转移动、倾斜移动舌侧应力大于颊侧.④结论 舌侧矫治力对弯曲牙根牙不适合或在临床允许情况下选择较小矫治力.     

两种不同结构的用于下颌单侧游离缺失精密附着体义齿摘戴过程中的三维有限元应力分析

目的探讨两种精密附着体摘戴过程的应力特征,为临床选用附着体提供理论依据。方法以牙槽骨吸收C876缺失成年男性为研究对象,建立快套式和太极扣式附着体义齿修复C876缺失三维有限元模型,对两者的应力特征进行比较性研究。结果太极扣戴入后对第一磨牙基牙、牙周膜的Von Mises等效应力值为16.528 Mpa、3.086 Mpa,对第二磨牙基牙、牙周膜的Von Mises等效应力值为24.026 Mpa、3.713 Mpa,再次戴入对牙槽骨的Von Mises等效应力值3.048 Mpa,上述应力值摘戴前后变化幅度均小于快套式。结论太极扣式附着体义齿修复下颌单侧游离缺失的应力特征优于快套式,值得进一步推广应用。     

天然牙——种植牙联合桥的牙及牙周组织的有限元分析

目的：揭示天然牙－种植牙联合支持固定桥的天然牙及其牙周支持组织应力分布规律,为临床提供理论指导。方法：采用三维有限元法研究不同情况下的应力分布。结果：最大应力值位于牙颈部,垂直载荷时应力分布均匀,斜向载荷时有应力集中,牙的应力值最大,硬骨板大于骨松质。牙周膜应力值最小,但颈部亦有应力集中现象。结论：天然牙－种植体联合支持固定桥的天然牙基牙颈部应有充分的牙周支持组织;牙颈部及其周围支持组织是义齿使用     

关于牙齿瞬时转动中心位置的理论分析及其临床意义的探讨

本文利用弹性力学和材料力学中的有关公式,对正常牙齿受水平力时所产生的瞬时转动中心位置进行了理论分析,证实单根牙的瞬时转动中心位置在根尖以上0.428～0.551倍的牙根长度范围内变化,双根牙的瞬时转动中心位置在根尖以上0.136～0.412倍根长范围内变化。它们不是固定不变的点,而是随牙冠上受力点位置的变化而变化。同时推导出了牙冠受水平力时牙周膜的应力公式。当已知各种参数时,应用公式即可算出不同部位牙周膜的应力值。 本文还对口腔矫形治疗中常见的一些生物力学问题做了分析探讨。     

下颌角在外力加载下的应力分析

目的：应用有限元法分析下颌角在不同受力方向、不同大小外力及受力面积情况下颌骨内应力变化。方法：利用ANSYS软件建立下颌骨三维有限元模型,应用该模型分别计算不同方向、不同大小的外力、不同受力面积作用于下颌角时下颌骨的应力值,分析主应力值以及应力分布情况。结果：（1）下颌角侧方加载力时,同侧下颌角、髁状突颈部、下颌隆突、磨牙后三角区及颏部舌侧面应力较大。下方加载时,双侧髁状突颈部、同侧下颌角下缘、外侧面应力较大。（2）无论下方或侧方加载,随外力增大,应力值以及应力集中区域不断增大。受力面积不变,外力越大,应力值越大,应力大小与力的大小成正比。外力大小不变时,受力面积越大,应力越小。结论：静载荷作用于下颌角时下颌骨各部位应力分布与外力大小、力的方向以及加载面积密切相关。     

细胞凋亡在大鼠正畸牙移动中对牙周组织改建作用的研究

目的：观察大鼠正畸牙移动中牙周组织的细胞凋亡（apoptosis)的变,初步探讨细胞凋亡在牙周组织改建中的作用,方法：选用30只健康雄性Wistar大鼠,用单簧圈别针簧矫治器推上凳切牙侧向移动,于加力后1、3、6、10、14d系列观察牙周组织中细胞凋亡的表达,以正常组为对照,TUNEL法进行检测。结果：（1）正常组,周组织中存在凋亡细胞,主要见于骨细胞,多呈散在性分布,量较少。（2）牙移动时,压力测牙周组织改建活嗅,凋亡细胞明显增多,尤以1d,3d组最明显,而张力侧牙周组织凋亡细胞呈减少趋势,结论：（1）细胞凋亡参与了正畸牙移动牙周组织的改建。（2）细胞凋亡对正畸牙移动牙周组织的改建起积极作用。     

睡眠限制对大鼠正畸牙齿移动的影响

目的探讨睡眠限制对大鼠正畸牙齿移动的影响。方法取成年健康雄性SD大鼠24只，采用大鼠右侧上颌第一磨牙和右侧上颌中切牙为实验牙，随机分为4组：正常加力3天组，睡眠限制加力3天组，正常加力7天组，睡眠限制加力7天组。分别测量牙齿移动的距离和牙龈指数（CI）。结果睡眠限制加力7天组与相应正常加力组比较，结果具有显著差异（P〈0．05）。两个7天组与相应正常加力组比较，结果具有显著差异（P〈0．05）。结论睡眠限制可促使大鼠正畸牙移动加快，且可致牙龈炎症加重。     

上颌尖牙远中整体移动的阶段应力分析

目的 在模拟整体移动的载荷条件下,分析上颌尖牙远中移动不同阶段的牙周支持组织的应力衰减规律。方法 通过采用有限元法建立的骨改建力学数字模型,模拟整体移动的加载条件,分析上颌尖牙移动过程中0d、7d、14d和21d时牙周膜和牙槽骨的应力状况。结果 ①在整个牙移动过程中,牙槽骨的应力均大于牙周膜的应力水平;②牙槽骨和牙周膜的应力水平从牙颈部至根中份和根尖区呈现递减趋势;③随着牙移动进程,不同部位牙周支持组织的应力衰减速率有差别：越靠近牙槽嵴部位,其应力衰减的速率越快;反之越靠近根尖区,应力衰减越慢,至21d时应力水平趋于接近。结论临床治疗中在使用正畸力时,容易发生早期的牙槽嵴吸收、牙支持高度降低,应注意控制初始力值,保护牙周组织的健康。     

大鼠正畸过程牙周组织中NOS三种同形异构体的表达及意义

目的观察大鼠在正畸牙齿移动过程中牙周组织内一氧化氮合酶（nitricoxide synthase,NOS）三种同形异构体的表达及其分布,探讨一氧化氮（nitric oxide,N（））在正畸牙周组织改建过程中所起的作用。方法将大鼠正畸移动不同阶段的牙及牙周组织联合切片做免疫组织化学染色。结果正常大鼠牙周组织中内皮型一氧化氮合酶及神经型一氧化氮合酶有轻微表达而诱导型一氧化氮合酶基本不表达,正畸施力后三种NOS在牙周组织中的表达强度及位置随受力时间长短均有改变。结论证实NO参与了正畸牙周组织的改建过程,内皮型一氧化氮合酶早期起了重要的作用。     

876例蒙汉族老年人口腔病况分析

目的：调查和比较蒙汉族老年人口腔病况及治疗意识，为老年人口腔疾病防治提供参考。方法：对呼和浩特市五个干休所876名离休人员，按照WHO的统一标准进行口腔病况及治疗意识的调查。结果：牙齿缺失在老年口腔病中占第一位，患病率为82．19％，其次为口腔黏膜病70、44％，牙周病48．86％，龋病38．81％。义齿修复率为失牙人数的29％。蒙古族口腔黏膜病发病高于汉族（P〈0.01），牙周病发病率低于汉族（P〈0．01）。结论：（1）．对老年人健康影响最大的口腔疚患是失牙，应得到重视。（2）．口腔黏膜病及牙周病在蒙汉族之间有显著性差畀，（3）．老年人口腔疾病治疗意识淡漠。     

正畸力对牙周组织改建的影响

目的：观察正畸力作用前后正畸牙龈沟液中血小板衍生生长因子（PDGF）和白介素-1D（IL-1β）含量的变化,探讨正畸力对牙周组织改建的影响。方法：选择24例需拔除4颗第一双尖牙矫治的青少年患者,牙列排齐整平后,用弹性橡皮链15呛正畸力拉尖牙向远中,上颌左侧尖牙为实验组,右侧上颌尖牙为对照组,不加力。分别在加力前,加力后1、3、7、14、28d收集实验牙和对照牙远中临面处的龈沟液,ELISA法检测龈沟液中PDGF和IL-1β的含量。结果：实验组尖牙龈沟液中PDGF、IL-1β的含量在加力后均升高,IL-1β含量3d时达高峰、PDGF含量7d时达高峰,28d恢复至加力前水平。对照组龈沟液中PDGF和IL-1β的含量维持在基线水平。结论：正畸牙受力后龈沟液中PDGF和IL-1β的含量发生动态规律性变化,说明二者参与了正畸牙移动牙周组织的改建。     

双相磷酸钙作用下牙周组织缺损再生的Beagle犬正畸牙移动的骨改建功能

目的：观察应用双相磷酸钙（BCP）对Beagle犬牙周组织缺损进行再生后正畸牙移动的过程,阐明BCP作为牙周再生支架材料的改建机制。方法：选择6只成年雄性Beagle犬作为研究对象,以每只犬口内右上象限（B区）、左下象限（C区）为对照组,左上象限（A区）和右下象限（D区）建立犬上下颌双侧侧切牙牙周组织缺损模型,于缺损处植入BCP进行缺损组织再生12周后,建立正畸牙移动模型（实验组）,分别对实验组和对照组施加应力刺激,并于加力后1、2和4周随机处死2只Beagle犬,标本处理染色后观察应力作用下再生牙周组织的组织学变化及调控成骨活动核心结合因子α1（Cbfα1）的表达情况,观察受应力作用的正常牙周组织内的情况。结果： Masson染色检测,施加正畸压应力刺激后1周,实验组和对照组犬牙周膜均明显变窄,纤维致密,实验组犬牙槽骨以蓝染为主,对照组犬牙槽骨除牙周膜的受压区域外大体呈红色。在施加正畸压应力刺激后4周,实验组犬牙槽骨红-蓝相间,对照组犬牙槽骨红染;2组犬牙周膜内血管管腔变圆。施加正畸压应力刺激后1周,实验组和对照组犬牙槽骨表面布满骨吸收陷窝,内含多核的破骨细胞,其胞浆Cbfα1染色呈阳性;受压变形的牙周膜内细胞排列无序。施加正畸压应力刺激后4周,实验组犬牙槽骨破骨细胞消失,吸收陷窝被成骨细胞充填,骨小梁另一侧的成骨细胞也处于活跃状态,牙槽骨的骨髓腔内间充质细胞和边缘的成骨细胞仍可见Cbfα1阳性表达;对照组犬牙槽骨中的成骨细胞为Cbfα1弱阳性表达。结论：应用BCP再生的牙周组织已接近正常牙周组织,其在正畸力作用下具备正常的成骨功能,可以完成正畸牙移动的骨改建过程。     

正畸力对炎症牙周组织中胰岛素样生长因子-1表达的影响

目的：：对比分析 IGF-Ⅰ对炎症和健康正畸牙移动牙周组织改建的影响。方法：72只 wistar大鼠随机分为炎症牙移动和健康牙移动1、3、7、14、21 d 组及对照组,近中移动各组大鼠上颌第一磨牙,分别测量各组大鼠牙齿移动距离并进行 IGF-Ⅰ免疫组化染色分析。结果：在相同的牙移动时间内,炎症组大鼠牙移动距离大于健康组;健康牙移动组的 IGF-Ⅰ含量高于炎症牙移动组,压力侧和张力侧的 IGF-Ⅰ含量都与牙周组织状态和加力时间相关。结论：由于慢性炎症环境的存在,炎症牙移动组 IGF-Ⅰ表达水平明显降低。为了获得快速有效的正畸治疗效果,可通过局部应用 IGF-Ⅰ调节牙周细胞活性,加速牙周组织改建。     

复合树脂修复Ⅰ类洞型后的三维有限元分析

目的比较复合树脂修复I类洞型后在不同力情况下,定量研究牙合力因素对牙体组织及修复体应力大小和分布的影响,分析其可能对牙体组织和修复体造成的损害。方法以复合树脂修复后的下颌第一恒磨牙I类洞型为研究对象,采用有限元法,通过螺旋CT扫描技术建立三维有限元模型,在同一模型牙合面分别进行模拟加载,比较不同载荷情况下牙釉质、牙本质、修复体的最大Von Mises应力及最大主应力的分布情况。结果无论在垂直加载还是在侧向加载情况下,随着牙合力增大,牙釉质、牙本质、修复体的最大Von Mises应力及最大主应力值均增大。牙釉质、修复体的最大应力值明显大于牙本质的最大应力值。垂直加载情况下,牙釉质、修复体的应力较小,以压应力为主且分布均匀,而侧向加载（由舌向颊）情况下,牙釉质、修复体的应力分布不均匀,在牙釉质与修复体舌侧交界处拉应力明显增高。在修复体内,最大应力值位于修复体表面,越往下应力值越小。结论1.三维有限元分析法是一种简捷有效的生物力学分析方法;2临床上应注意修整窝洞形态及对牙合牙牙尖形态,使作用于患牙上的牙合力较小且方向尽量平行于牙体长轴。提高复合树脂与牙釉质的粘结强度可以大大降低复合树脂修复的失败率。