关节盘移位对颞下颌关节内应力分布的影响

目的 通过对不同关节盘移位的数值模拟,探究各种移位情况下颞下颌关节（temporomandibular joint,TMJ）内各结构的应力分布规律。方法 依据CT图像,建立包含下颌骨、全牙列、关节盘和关节软骨的正常TMJ三维有限元模型;参考关节盘前、后、外、内移位的临床特征,建立对应的4个模型。关节盘与关节软骨间考虑接触,用缆索元模拟下颌韧带和关节盘附着,施加正中咬合荷载。结果 前移位将导致关节盘中带产生过高的压应力,达到3.23 MPa;后、内、外移位时关节盘的整体应力水平比前移位和正常TMJ高;各种移位都使关节结节后斜面的应力值大幅度增加,但对髁突关节面的影响却不大。结论 各种移位都将导致关节盘和关节结节后斜面产生过高的应力,且后、内、外移位更为危险,更容易造成关节结构和功能的损伤。     

正畸力作用下牙齿移动的生物力学

错He畸形的矫治主要通过矫治器对错位牙施以矫治力，使错位牙得到矫正，从而恢复和重建平衡的骀受力关系。作者就目前有关正畸力作用下牙体、牙周组织及牙槽骨的力学反应，以及不同类型的矫治力与牙齿移动的关系的研究进展作如下综述。     

正畸力作用下上颌尖牙生物组织应力的三维有限元分析

建立了包括牙齿、牙周膜、牙髓、牙槽骨的上颌尖牙三维有限元模型 ,对不同加力方式下牙周组织的应力分布进行对比研究。目的是用较为先进和准确的双螺旋 CT法建立尖牙的三维有限元应力分析模型 ,为正畸治疗提供更为准确的数据并为模拟尖牙在正畸力作用下移动过程的模拟初态建立更为精确的模型。     

一体化假肢与传统假肢生物力学模型的比较

目的:应用有限元方法分析一体化假肢与传统假肢的应力分布特点,探讨一体化假肢的应力缓冲作用。方法:基于针对同一膝下截肢者设计的一体化假肢和传统假肢的真实几何构形,分别建立三维有限元模型,同时考虑残肢和接受腔之间的接触作用,选用摩擦系数为0.5。施加HeelOff步态时相的载荷,比较分析一体化假肢和传统假肢模型的应力分布。结果:①一体化假肢和传统假肢模型中,接受腔的应力分布基本一致,各区域的应力值也较为接近。接受腔和假腿的过渡区域都为高应力区;两个模型在此区域的应力值则差异较大,一体化假肢的最大应力分别为16.1MPa和17.8MPa,而传统假肢则达到23.7MPa和28.6MPa,传统假肢的应力分别高于一体化假肢47.2%和60.7%。高应力区的面积也呈现出传统假肢明显大于一体化假肢的现象,传统假肢的高应力区从前端和后端一直延伸到外侧面。②两个模型软组织表面的应力分布规律基本一致,最大正应力和最大剪应力都出现在正面末端。传统假肢模型中残肢表面的最大正应力和最大剪应力分别为581.2kPa和178.7kPa,一体化假肢模型中残肢表面的最大正应力和最大剪应力分别为416.8kPa和118.3kPa。结论:一体化假肢的外形美观,且价格低廉,轻便,易于截肢者接受。一体化假肢在接受腔和假腿的过渡区域产生较为明显的应力缓冲作用,也降低了残肢表面的应力,生物力学性能明显优于传统假肢,将成为未来假肢发展的一个重要方向。     

不同厚度垫底材料对龋齿充填后应力分布的影响

目的采用有限元方法对比分析不同厚度垫底材料对充填后牙体应力分布的影响。方法选用正常形态下颌第1磨牙,基于MicroCT扫描建立Ⅰ类洞充填的三维有限元模型,选择Vitrebond和Dycal作为垫底材料,分别考虑4种不同的厚度(0.5、1.0、1.5和2.0mm),施加250N的咬合力,对各模型中牙体、充填体和垫底材料的最大/最小主应力进行比较。结果 Dycal垫底,厚度为2.0mm,牙体的最大主应力峰值超过其抗拉强度,垫底材料的最大/最小主应力峰值分别超过其抗拉和抗压强度;垫底厚度为1.5mm和2.0mm,充填体的最大主应力峰值接近其抗拉强度的90%。Vitrebond垫底时,各材料的最大主应力峰值也都在1.5mm或2.0mm时达到极值。结论从防止充填后牙体折裂的角度,建议临床上采用较薄的垫底层厚度,取0.5～1.0mm。     

一体化假肢与传统假肢生物力学模型的比较

目的：应用有限元方法分析一体化假肢与传统假肢的应力分布特点，探讨一体化假肢的应力缓冲作用。 方法：基于针对同一膝下截肢者设计的一体化假肢和传统假肢的真实几何构形，分别建立三维有限元模型，同时考虑残肢和接受腔之间的接触作用，选用摩擦系数为0．5。施加Heel Off步态时相的载荷，比较分析一体化假肢和传统假肢模型的应力分布。 结果：①一体化假肢和传统假肢模型中，接受腔的应力分布基本一致，各区域的应力值也较为接近。接受腔和假腿的过渡区域都为高应力区；两个模型在此区域的应力值则差异较大，一体化假肢的最大应力分别为16.1MPa和17．8MPa．而传统假肢则达到23．7MPa和28．6MPa，传统假肢的应力分别高于一体化假肢47．2％和60．7％。高应力区的面积也呈现出传统假肢明显大于一体化假肢的现象，传统假肢的高应力区从前端和后端一直延伸到外侧面。②两个模型软组织表面的应力分布规律基本一致，最大正应力和最大剪应力都出现在正面末端。传统假肢模型中残肢表面的最大正应力和最大剪应力分别为581.2kPa和178.7kPa，一体化假肢模型中残肢表面的最大正应力和最大剪应力分别为416.8kPa和118．3kPa。 结论：一体化假肢的外形美观，且价格低廉，轻便，易于截肢者接受。一体化假肢在接受腔和假腿的过渡区域产生较为明显的应力缓冲作用，也降低了残肢表面的应力，生物力学性能明显优于传统假肢，将成为未来假肢发展的一个重要方向。     

冠外精密附着体用于下颌单侧游离端缺失的三维有限元应力分析

我们考虑基托与缺牙区牙槽嵴之间的接触,建立了冠外精密附着体用于单侧游离端缺失时的完整牙槽骨和全牙列三维非线性有限元模型,分析了牙周组织未吸收时基牙数目不同和牙周组织不同程度吸收时,第二前磨牙牙体及其牙周组织的应力情况。结果表明,牙周组织未吸收时增加基牙数目可以降低牙体及牙周组织的应力,使用两颗基牙较一颗基牙相比应力明显降低,而使用三颗基牙与两颗基牙相比应力变化不明显。结果提示,临床中宜使用两颗基牙进行修复。牙周组织吸收时,牙周组织应力随吸收程度的增大而增大,而牙体应力相对牙周组织应力变化小。当牙周组织吸收牙根长度的1/2时增加第三颗基牙,可以有效降低牙周组织的应力,临床中仍可使用冠外精密附着体进行修复。     

下颌前突的三维非线性有限元应力分析

下颌前突是最常见的颌面畸形,其下颌骨的力学环境不同于正常人。基于一位下颌前突患者的头部CT片,建立下颌骨的三维有限元模型,关节盘和关节软骨层间考虑接触,对其施加模拟正中咬合的载荷,分析下颌骨不同部位的应力分布特点,为下颌前突的治疗提供参考。结果表明:下颌骨的高应力区出现在乙状切迹和下颌角,分别为13.337MPa和13.850MPa;下颌骨的最大变形发生在颞下颌关节(TMJ)区域。通过与正常人下颌骨的比较,发现下颌骨大部分区域的应力分布较为吻合,但TMJ内的应力分布存在较大的差异,表明下颌前突可能导致TMJ内紊乱症,甚至髁突吸收、关节盘穿孔。可见,除了必要的矫形或手术治疗外,有时还需要针对TMJ进行治疗。     

下颌全牙列-直丝弓矫治器的生物力学建模

目的建立下颌全牙列-直丝弓矫治器的生物力学模型,分析其在滑动法关闭间隙的载荷作用下牙根及牙周组织的应力和位移分布。方法根据志愿者颌面部CT扫描图像建立下颌骨(皮质骨和松质骨)和全牙列(牙釉质、牙本质、牙髓、牙周膜)的模型,并以Roth托槽的实际数据建立一套托槽模型,与牙齿间的空隙用粘结剂来填充;弓丝和每个托槽都考虑接触,并使用弹簧元连接托槽和弓丝,模拟扎丝的作用,施加滑动法关闭间隙的载荷。结果切牙出现牙冠向舌侧、牙根向唇侧的转矩移动,其牙周组织和牙根的应力较高,特别是中切牙,其牙周膜的最大应力为3.97 kPa;第1磨牙远中根也出现应力集中,牙周膜的最大应力达到5.75 kPa。结论为了避免切牙的牙根吸收,可考虑增加前牙托槽的转矩;第1磨牙远中根也容易发生牙根吸收,建议适当降低正畸力值或采用微植体作为支抗。