基于弓丝预应力分析的正畸有限元仿真

利用CT扫描的牙齿数据,使用逆向工程软件Mimics和CAD软件Catia,建立了具有较高精度的包含正畸托槽、牙弓、牙周膜和颌骨在内的可以进行布尔运算的实体模型;基于高等机构学的理论,将弓丝装配过程等效为托槽移动的过程,分析求得该等效过程中托槽运动的参数,利用所得参数对等效过程进行有限元仿真,以获得弓丝初始预应力及弓丝作用在每颗牙齿上的初始力和力矩;将牙齿和牙槽骨建模为刚性接触体,牙周膜为弹性体,施加分析获得的初始力系,进行接触分析,得到正畸临床状态下整个上牙颌牙周膜的应力大小和分布.通过对矫治器和牙弓、槽骨联合建模,并使用空间螺旋坐标系,本方法可以获得临床状态下的正畸矫治力和牙周组织响应,为正畸理论研究和临床实践提供指导.     

方丝弓托槽片段弓技术治疗牙及牙槽外伤11例

目的 探讨使用方丝弓托槽片段弓技术固定牙外伤及牙槽外伤的临床效果.方法 利用方丝弓矫治原理和矫治方法 对外伤性牙松动、牙脱落及牙槽骨骨折共11例,22颗患牙进行固定结扎.结果 20颗患牙成功固定,恢复正常,仅2颗失败.结论 方丝弓托槽片段弓技术治疗牙外伤及牙槽外伤,牙齿复位精确,咬合关系恢复佳,有利于牙周健康,是外伤性牙及牙槽损伤可靠的治疗方法 .     

Damon-Ⅲ自锁托槽矫治安氏Ⅱ类2分类错牙合畸形患者下颌位置及面部比例的变化*

背景：自锁托槽直丝弓矫治技术是一种低摩擦轻力矫治技术,其无需结扎的自锁托槽与高性能的弹性弓丝的结合使用,带来了临床的高效矫治和固定正畸技术革命性的改变。 目的：探讨Damon-Ⅲ自锁托槽矫治技术治疗安氏Ⅱ类2分类错牙合畸形患者治疗前后的硬组织变化。 方法：选择采用Damon-Ⅲ自锁托槽矫治技术和Roth直丝弓矫治技术治疗的安氏Ⅱ类2分类错牙合畸形患者各13例,治疗前后拍摄患者头颅侧位X线片并进行测量。 结果与结论：Damon-Ⅲ自锁组和Roth直丝组治疗后蝶鞍点-鼻根点-上牙槽座点角增大,下牙槽座点角减小,说明治疗后上下颌矢状向的不调得到了纠正;治疗后与自锁组比较,直丝组下颌有顺时针旋转趋势,下后牙升高量不明显(P < 0.05),下前牙唇倾较明显(P < 0.05)。提示Damon-Ⅲ自锁托槽配合平面导板+Ⅱ类牵引引起下颌及面部比例的改变比直丝弓托槽配合平面导板+Ⅱ类牵引更明显,在下前牙唇倾度上有良好的控制。     

基于牙颌模型的正畸弓丝初始回复力口外测量技术

目的利用模拟牙颌模型实现正畸弓丝初始回复力的口外测量。方法以1例临床病例作为研究对象,通过3D打印制作与患者真实牙列分布相一致的上颌牙颌模型,并以此为基础利用Nano17 F/T力学传感器搭建矫治力测量系统,测量直径为355. 6μm标准圆镍钛弓丝佩戴在牙颌模型上后施加在患者2颗上颌中切牙上的初始回复力。结果患者上颌中切牙21受到的初始矫治力较中切牙11更大,且2颗中切牙所受到的矫治力系均不利于牙齿的理想移动,需要添加辅助装置改善牙齿受力状况。在优化正畸治疗方案后,患者在治疗18个月后获得满意的矫治效果。结论利用患者的模拟牙颌模型可以准确测量正畸弓丝作用在目标牙齿上的矫治力系,预估牙齿的移动形式,并以此为基础改进牙齿矫治方案。矫治力的口外测量技术为临床正畸治疗提供重要参考,为矫治方案的优化设计开创新思路。     

无托槽隐形矫治器与金属托槽矫治器正畸治疗效果的对比分析

目的:探讨定制式无托槽隐形矫治器与金属托槽直丝弓矫治器对正畸患者牙周健康的效果。方法:86例口腔正畸患者采取随机数字表法分为无托槽组与金属托槽组,每组43例。比较两组患者的矫治有效率,倾斜牙扶正时间、扭转牙转正时间以及治疗总时间,牙周健康状况［牙龈指数（GI）、牙龈沟出血指数（GBI）、牙龈沟探测深度（SPD）、菌斑指数（PLI）］与矫治满意度。结果:矫治6个月后,无托槽组总有效率为97.67%,高于金属托槽组的86.04%（P<0.05）。无托槽组完成治疗总时间、扭转牙转正时间以及倾斜牙扶正时间均长于金属托槽组（P<0.05）。矫治后6个月,两组牙周指标GI、SPD比较无统计学意义（P>0.05）;GBI、PLI水平均降低（P<0.05）,且无托槽组显著低于金属托槽组（P<0.05）。矫治后6个月,无托槽组患者主观感受的美观程度、舒适性、咀嚼功能、方便程度、语言功能及固定功能6项的满意度均高于金属托槽组（P<0.05）。结论:定制式无托槽隐形矫治器不仅可以提高正畸有效率,同时改善牙周指标与口腔卫生,降低牙周疾病发生率,提高正畸患者满意度,但是正畸时间相对较长。     

不同槽沟方向舌侧托槽转矩控制性能三维有限元分析

目的分析不同槽沟方向的舌侧托槽转矩控制性能以及不同弓丝尺寸、材质对其转矩的影响规律。方法建立上颌前牙垂直槽沟及水平槽沟舌侧托槽、3种材质(不锈钢弓丝、β钛丝、镍钛丝)、2种尺寸(0.43 mm×0.56 mm、0.41 mm×0.56 mm)弓丝的有限元模型,对左上颌中切牙施以±20°的转矩加载,分析对比其力学性能。结果随着弓丝弹性模量的增大,不同槽沟方向的舌侧托槽转矩力矩逐渐增大;槽沟方向对舌侧托槽的转矩性能有影响,但小于弓丝尺寸及材质变化带来的影响。相同转矩角度下,垂直槽沟舌侧托槽产生约为水平槽沟舌侧托槽1~2倍的转矩力。弓丝尺寸对两种托槽转矩控制的影响小于弓丝材质,两者协同变化影响最大。结论槽沟方向、弓丝尺寸、材质改变均能影响舌侧托槽转矩控制性能。临床应用中,可以根据所需转矩力大小,对舌侧托槽槽沟方向及弓丝尺寸、材质组合进行选择。     

无托槽隐形矫治技术生物力学效应的有限元法研究

目的初步构建无托槽隐形矫治技术的生物力学基础研究模型,分析该矫治体系的应力分布情况,为优化该技术的临床应用提供依据。方法基于CT扫描1例成人干颅标本的影像数据,运用Mimics及ABAQUS软件建立上颌牙列前牙段的无托槽矫治技术三维有限元模型,包括牙颌组织模型、无托槽矫治器模型以及两者的装配,采用非线性有限元法分析牙体牙周组织及矫治器本身的应力分布情况,并与传统固定矫治加载相比较。结果无托槽矫治器作用下,牙周组织瞬时应力约为固定矫治加载时的50～500倍;矫治牙互相影响,矫治牙的移动趋势与预先设计之间相比有差异,拟近远中向平移的尖牙表现为倾斜移动趋势;矫治器本身有应力集中现象,但是最大应力峰值小于材料的弹性极限53.1 MPa。结论无托槽矫治器作用下牙周瞬时应力很大,矫治器在正畸牙近远中移动过程中的三维控制能力有限,不能完全代替传统固定矫治器,建议临床上使用该技术时通过应用附件、改进矫治器材料力学性能等手段,来加强对正畸牙移动的控制。     

3M自锁托槽与直丝弓托槽在正畸治疗过程中应用的比较

背景：自锁托槽矫治器的出现改变了传统的结扎方式,显著提升了矫治过程中牙齿的滑动机制及扩弓效果,有效降低了摩擦力。 目的：探讨3M自锁托槽和传统直丝弓托槽在正畸治疗过程中的应用效果差异。 方法：纳入轻、中度拥挤的安氏一类错牙合畸形矫治患者796例,其中男398例,女400例,年龄11-19岁,398例患者选择采用3M SmartClipTM自锁托槽矫正器治疗,为观察组;另398例选择奥杰MBT直丝弓托槽矫正器治疗。比较两组磨牙间宽度、尖牙间宽度、上前牙凸度及矫正疗程。 结果与结论：两组矫治后的前磨牙间宽度、上前牙凸度显著优于矫治前(P < 0.05),并且观察组矫治效果明显优于对照组(P < 0.05);两组组内治疗前后的第一磨牙宽度、尖牙间宽度等比较差异无显著性意义,两组之间比较差异也无显著性意义。观察组牙列排齐时间与总治疗疗程均少于对照组(P < 0.05)。表明与传统的MBT直丝弓托槽矫正器相比,3M自锁托槽矫正器扩弓效果明显,可降低临床矫治拔牙比率,缩短矫正疗程。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

直丝弓矫治器滑动法关闭间隙的三维非线性有限元建模及数值分析

目的建立直丝弓矫治器滑动法关闭间隙的三维非线性有限元模型,并分析其生物力学特点。方法采用激光扫描、计算机三维重建和计算机辅助设计技术几何建模,生成全牙列的牙齿及其牙周组织、矫治器、矫治弓丝的整体三维有限元模型,并将弓丝与托槽、牙齿与牙齿之间设定为接触关系,进行非线性分析计算。结果实验条件下牙周膜绝大部分的应力为73～145kPa,应力分布均匀,高应力集中区小;第一磨牙上接触点1个,接触正压力为1.4N;前牙向后的初始位移大于后牙前移,这些特点均有利于弓丝滑动。结论该有限元模型运算的结果与临床结果基本一致,初步验证了本模型的有效性,为进一步研究连续弓丝的其他矫治力学特点奠定基础。     

26例前牙反(牙合)的直丝弓治疗

目的 探讨直丝弓矫治器对前牙反(牙合)的矫治效果.方法 选择26例前牙反(牙合)患者,采用直丝弓矫治器配合下颌牙合垫对反覆(牙合)较深的前牙反(牙合)患者进行矫治.结果 26例反(牙合)患者均取得了满意的矫治效果.结论 直丝弓矫治器加下颌牙合垫的联合使用是矫治前牙深反牙合的有效方法.它能提高矫治效果的关键在于打开了上下前牙的锁结关系,消除了下前牙对上前牙的阻力干扰,而且使上前牙能尽早粘托槽,使上下牙能同时进行矫治,不仅缩短了疗程而且疗效显著.     

个性化舌侧自锁矫治器咬合过程瞬态动力学分析及优化

目的 研究瞬态咬合力作用下个性化舌侧自锁矫治器的应力分布特点,并以此为基础对其进行优化。方法 采用CT扫描、逆向工程和计算机辅助设计技术构建全牙列、个性化舌侧矫治器及弓丝的整体三维模型,对其进行咬合过程的瞬态动态动力学非线性分析及优化设计,并通过制造出优化后的舌侧矫治器进行试验研究,验证有限元模型的可靠性。结果 托槽底板处产生的等效应力均要大于托槽体上其他部位的应力;通过在托槽盖上设置加强筋,使得托槽盖的最大等效应力降低了60.9%,避免了弓丝与托槽盖作用时过大的应力集中;托槽盖加载试验结果与模拟结果基本吻合。结论 临床进行舌侧正畸时,应关注咬合力作用点与矫治器的相对位置,避免影响矫治器的自锁性能;通过对矫治器进行优化,可将弓丝的弹性势能更加有效地传递到牙齿上,减少正畸力的损耗。     

直丝弓滑动法关闭拔牙间隙的三维有限元模型的建立

目的基于CT法结合Mimics医学图像处理系统快速建立三维有限元模型的思路,探索建立几何相似性良好、可灵活调整、模拟直丝弓技术滑动法关闭拔牙间隙的生物力学数值分析模型。方法以牙列完整的成人上颌骨为标本,通过螺旋CT扫描后将图像传输至Mimics系统进行牙列及上颌骨的三维重建,并按东方人预成直丝弓矫治器的数据将牙齿调整至完全排齐、整平。再运用ABAQUS前处理程序生成矫治弓丝和托槽,通过布尔运算生成最后的模型。结果获得的“直丝弓-上牙列-上颌骨、模型具有良好几何相似性,可根据研究需要进行调整,并能有效反映直丝弓矫治器滑动法关闭间隙的生物力学状况。在模型上以2N的力加载后,上前牙出现舌向初始位移,舌侧牙周膜出现压应力区。结论建立了符合预定目标的三维有限元数值模型,为进一步研究直丝弓技术滑动法关闭拔牙间隙的生物力学问题提供了一个有益的工具。     

Tip-Edge矫治器转矩力学性能的三维有限元分析

运用有限元法建立上颌前牙区带弓丝的Tip-Edge托槽三维有限元模型,研究Tip-Edge托槽不同倾斜度时转矩力学性能。用Pro/E Wildfire5.0软件建立不同倾斜度上中切牙Tip-Edge托槽及不同材质弓丝模型,装配模型并导入MSC.Marc.Mentat2005R3软件中模拟转矩加载,收集力矩值,绘制曲线图。结果表明:(1)上中切牙托槽向远中倾斜0°时,其转矩最大力矩值为22.37 Nmm;托槽倾斜25°时,其转矩最大力矩值为8.93 Nmm;(2)当托槽倾斜度相同时,不锈钢弓丝最大转矩力矩值为β-钛丝的2倍。随着托槽远中倾斜度的减小,其表达的最大转矩力矩值逐渐增大,转矩性能提高,其转矩性能主要由托槽两中央嵴间的水平距离和垂直距离决定。预置转矩表达时,托槽两侧的弓丝应力分布随着托槽远中倾斜度的减小变得不对称,这主要是由托槽两中央嵴间的水平距离决定。     

快速扩弓联合固定矫治技术探讨

背景：在牙齿后期的固定矫治器治疗中,前期的扩弓效果是否可以得到保持？扩弓过程中导致的下颌后旋是否能够改善？高角病例是否适合使用快速扩弓器？ 目的：就快速扩弓联合固定矫治技术对牙牙合颅面三维方向、软硬组织、颞下颌关节的影响及其长期的稳定性等做一综述。 方法：以电子检索方式对CNKI、PubMed数据库学术期刊和万方数据库中关于快速扩弓联合固定矫治的文献进行分析,采用“扩弓”“固定矫治”“高角”“稳定”为检索词进行检索,应用数据库的分析功能。 结果与结论：快速扩弓能有效地扩大牙弓,增加牙弓的宽度,提供排齐牙齿所需的足够间隙。固定矫治器在三维空间上能有效地控制牙齿移动,精细调整牙位,使牙列排成理想牙弓形态。两种矫治器联合应用,使矫治器的效能优势互补,缩短了矫治疗程。扩弓引起的下颌骨顺时针旋转和下颌平面角增大,随着上下颌固定矫治器的使用,可以更加精细的调整上下颌的咬合关系,下颌第一磨牙随上颌磨牙颊向移动,重新建立良好的咬合关系,使下颌平面角减小。所以在临床治疗中可以适当应用上颌快速扩弓联合固定矫治治疗牙弓狭窄的高角患者。     

传动直丝弓矫治器三维有限元模型的建立

背景：随着现代矫治技术的发展, 发明一种高效的矫治器,一直是正畸学者们的研究热点。传动直丝弓矫治器就是在这种大环境下应运而生,能快速打开咬合和缩短疗程,但前对主弓丝后段宽度与后倾弯角度之间的关系的研究均不深入。 目的：建立生物相似性和力学相似性较高的传动直丝弓矫治器的三维有限元模型,获得弓丝后段宽度和后倾弯大小之间的关系。 方法：使用64排螺旋CT扫描,得到1例安氏Ⅱ类1分类的志愿者上颌牙列、上颌骨截面的DICOM格式的影像数据。采用Ansys workbench 13.0软件、Mimics 10.01软件、Unigraphics NX 6.0软件、GeomagicStudio 8.0 软件相结合的方法,在Windows XP Service Pack 3系统中建立包括传动直丝弓矫治器、带环、澳丝、上颌骨、上颌牙齿及牙周膜的三维有限元模型。 结果与结论：实验建立了由250 929个单元数,657 766个节点组成的传动直丝弓矫治器的三维有限元模型,不仅具有高度的几何相似性和力学相似性,具有依据研究需要添加或删减组件,利于分析传动直丝弓矫治力学体系并指导临床应用和矫治器改良。     

In vitro cytotoxic effects of orthodontic appliances

The objective of this study was to evaluate the effects of an orthodontic appliance and of its components (brackets, bands, and arch wires) on some cell functions. Fibroblasts were cultured either in the presence of one unwashed orthodontic appliance, or one orthodontic appliance immersed in MEM for 28 days before use (washed appliance), or in the presence of MEM in which the appliances had been immersed. At the end of in vitro maintenance, morphological studies were carried out with SEM and TEM. Cell proliferation and GAG synthesis and secretion by radio-labeled precursors were assessed. The data indicated that unwashed appliances were more cytotoxic than washed ones. Moreover, the arch wire was the most biocompatible component of the orthodontic appliance, and the bracket was the least biocompatible. A comparative study into the effects on cell proliferation of the most common metal ions released by the appliances was also carried out. At the concentration released by one orthodontic appliance immersed for 28 days, the highest reduction in DNA synthesis was observed in the presence of Cu(++).     

超强纤维固定牙外伤脱位对牙周指数的影响

BACKGROUND:Recently, the clinical application of super fiber in the repairing and fixation of dentaltraumatic dislocation is rare, while the existing research mainly focuses on the short-term efficacy, and the reports on the effect in periodontal is rare. OBJECTIVE:To comparative study the change of periodontal index of dislocated permanent anterior teeth fixed by super fiber, arch splint and edgewise bracket and to understand the domestic research on the super fiber in the oral field. METHODS:Sixty patients with dislocated permanent anterior teeth were randomly divided into three groups: super fiber group, arch splint group and edgewise bracket group. The changes of periodontal index of the traumatic tooth were comparatively observed after fixed with the three methods; the plaque index and gingival index were obtained for the statistical analysis and comparison. The related literatures were searched in CNKI database, and the publish situation and the research situation of the literatures were analyzed. RESULTS AND CONCLUSION:There were significant differences of the plaque index and gingival index between super fiber group, arch splint group and edgewise bracket group (P < 0.05). The plaque index and gingival index in the super fiber group were significantly better than those in the arch splint group and edgewise bracket group. The super fiber fixation method is an effective method for the fixation of dislocated teeth with the advantages of smaller periodontium irritation, easy for clean and reliable performance. However, the domestic literatures on the dental traumatic dislocation fixed with super fiber are rare.     

牙齿正畸中直丝弓矫治器与自锁托槽矫治器的效果比较

目的 比较牙齿正畸中直丝弓矫治器与自锁托槽矫治器的应用效果。方法 选取2017年6月~2018年9月我院收治的94例牙齿正畸患者作为研究对象,采用随机数字表法分为对照组和研究组,每组47例。对照组选用直丝弓矫治器治疗,研究组选用自锁托槽矫治器治疗,比较两组治疗前后龈沟液含量、龈沟液炎性因子水平、牙周指标水平与治疗总有效率。结果 治疗后,研究组龈沟液含量、前列腺素E2、肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β水平依次为（4.87±0.93）mg、（52.64±4.71）pg/ml、（2.84±0.31）g/L、（35.18±2.34）g/L,分别低于对照组的（6.16±1.02）mg、（60.25±4.43）pg/ml、（3.39±0.27）g/L、（39.64±2.51）g/L,差异有统计学意义（P＜0.05）;治疗后,研究组菌斑指数、龈沟出血指数、牙龈退缩指数、牙周探诊深度、临床附着丧失依次为（0.48±0.28）%、（0.79±0.28）%、（0.79±0.36）%、（2.21±0.83）mm、（1.96±1.42）mm,分别低于对照组的（0.67±0.27）%、（1.08±0.32）%、（0.53±0.33）%、（2.82±0.89）mm、（3.02±1.31）mm,差异有统计学意义（P＜0.05）。研究组治疗总有效率（97.87%）高于对照组（82.98%）,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论 与直丝弓矫治器相比,牙齿正畸中自锁托槽矫治器的应用效果更确切,局部炎症反应更轻,且可进一步改善牙周组织。