逆向工程法建立下颌第一磨牙种植体有限元模型

背景:逆向工程建模在以往的研究中也较多采用,但针对种植方面建模的研究却鲜见,尤其下颌磨牙种植方面的研究更为少见.而下颌磨牙是牙列中缺失率最高的,所以利用逆向工程建立含下颌磨牙种植义齿的颌骨三维有限元模型,对下颌磨牙种植修复的研究具有参考价值.目的:利用逆向工程快速建立含下颌磨牙种植义齿的颌骨三维有限元模型,为口腔生物力学的研究提供数学模型基础.方法:通过螺旋CT扫描正常下颌骨,Mimics软件读取断层影像数据、数据分割、三维重建,应用Magics软件优化网格设计,Pro/E软件前处理实体模型,SolidWorks2007软件建立三维有限元模型并划分网格、求解.结果与结论:成功地重建了正常牙槽骨高度的下颌第一磨牙种植体三维有限元模型,与实体模型具有高度的几何相似性,力学性质、网格质量较好,模型可以根据需要进行简便易行的修改.可为研究不同种植设计方式修复下颌第一磨牙种植体周围骨的应力分析,提供极好的模型支持.     

下颌第一磨牙三维有限元模型的建立

【目的】建立下颌第一磨牙三维有限元模型。【方法】将离体下颌第一磨牙经CT扫描及图像处理后,联合应用CAD软件VP studio和Unigraphics NX建立三维几何模型,然后导入有限元分析软件MSC软件中生成实体模型。【结果】在计算机上建立了下颌第一磨牙三维有限元模型,总节点为63715个,4面单元数为41676个。【结论】所构建的模型结构完整,单元划分精细,能够较精确地模拟实体状态,为进一步的生物力学研究提供了基础。     

应用三维有限元建立下颌第一磨牙模型的生物力学特征

目的:建立下颌第一磨牙的三维有限元模型,为下颌第一磨牙的生物力学研究提供一个数字模型。方法:实验于2004-04/12完成。CT扫描在第四军医大学西京医院放射科进行,三维有限元模型的建立在西安理工大学理学院应用数学系实验室进行,样本取自第四军医大学口腔医院牙体科教学组。选取中国人标准形态的右侧下颌第一磨牙为样本,螺旋CT扫描正常下颌骨得到下颌第一磨牙的24副断层图像,将图像在计算机上进行处理得到下颌第一磨牙的三维有限元模型。结果:建立的有限元模型包括牙齿、牙槽骨、牙周膜在内,共4862个节点,4051个单元。结论:该模型可满足对该下颌第一磨牙进行牙体修复时的各种力学分析。     

应用三维有限元建立下颌第一磨牙模型的生物力学特征

目的：建立下颌第一磨牙的三维有限元模型，为下颌第一磨牙的生物力学研究提供一个数字模型。方法：实验于2004-04／12完成。CT扫描在第四军医大学西京医院放射科进行，三维有限元模型的建立在西安理工大学理学院应用数学系实验室进行，样本取自第四军医大学口腔医院牙体科教学组。选取中国人标准形态的右侧下颌第一磨牙为样本，螺旋CT扫描正常下颌骨得到下颌第一磨牙的24副断层图像，将图像在计算机上进行处理得到下颌第一磨牙的三维有限元模型。结果：建立的有限元模型包括牙齿、牙槽骨、牙周膜在内，共4862个节点，4051个单元。结论：该模型可满足对该下颌第一磨牙进行牙体修复时的各种力学分析。     

下颌第一磨牙缺失后第二磨牙牙周应力分布的三维有限元研究

【目的】探讨下颌第一磨牙缺失后下颌第二磨牙牙周支持组织中的应力分布。【方法】采用薄层CT扫描技术和Ansys有限元软件建立下颌第一磨牙缺失前后下颌第二磨牙的三维有限元固定桥修复模型,施加载荷计算并分析牙周应力分布状况。【结果】下颌第一磨牙缺失后下颌第二磨牙近远中牙槽嵴顶和根尖处应力较缺失前增加,发生了应力集中的现象。【结论】下颌第一磨牙缺失后下颌第二磨牙牙周组织的应力改变会导致下颌第二磨牙的近中倾斜,并产生进一步的牙体、牙周甚至整个牙颌系统的损伤。     

下颌第二前磨牙桩冠三维有限元模型的构建CT技术与Matlab及Pro/E软件的应用

目的:探讨建立一种更为快捷、精确的下颌第二前磨牙桩冠有限元模型的方法。方法:实验于2004-05/10在第四军医大学修复科实验室和西安理工大学应用数学系实验室完成。应用薄层CT技术、Matlab及Pro/E软件,结合Ansys三维有限元专用软件对下颌第二前磨牙41张CT断层影像进行分析处理。结果:构建的下颌第二前磨牙三维有限元模型精确并使用灵活。结论:薄层CT技术、Matlab及Pro/E软件相结合,很大程度上提高了建模的精度、速度,为口腔医师直接参与有限元的研究提供一个有效的方法。     

下颌第二前磨牙桩冠三维有限元模型的构建——CT技术与Matlab及Pro／E软件的应用

目的：探讨建立一种更为快捷、精确的下颌第二前磨牙桩冠有限元模型的方法。方法：实验于2004-05／10在第四军医大学修复科实验室和西安理工大学应用数学系实验室完成。应用薄层CT技术、Matlab及Pm／E软件，结合Ansvs三维有限元专用软件对下颌第二前磨牙41张CT断层影像进行分析处理。结果：构建的下颌第二前磨牙三维有限元模型精确并使用灵活。结论：薄层CT技术、Matlab及Pro／E软件相结合，很大程度上提高了建模的精度、速度，为口腔医师直接参与有限元的研究提供一个有效的方法。     

建立带桩嵌体修复下颌第一磨牙残冠的三维有限元模型

背景磨牙残冠修复时通常情况下残留的牙体较少,且修复后在各种受力情况下牙齿的应力分布能够直接影响修修复后效果,有限元法逐渐被应用到义齿的应力分析中.目的建立带桩嵌体修复下颌第一磨牙残冠的三维有限元模型,为提高复杂牙齿的建模水平及分析修复方式的应力分布特点提供实验数据.设计重复观察测量.单位中山大学附属第一医院口腔科与放射科,华南理工大学交通学院固体力学系,光华口腔医学院修复科.材料实验于2003-11/2004-12在华南理工大学交通学院应用力学系完成.选取离体的形态正常的人右下颌第一磨牙6颗,东芝Xpress/SX螺旋CT机,图像合成软件和有限元分析软件ANSYS.方法从6颗离体的形态正常的人右下颌第一磨牙中,选取密合度最好且形态接近临床要求的1颗进行根管治疗,制作制锁式的带桩嵌体修复体.利用螺旋CT分别对修复前牙体、修复后戴入主根管的带桩嵌体的残冠、戴入二带桩制锁式嵌体的残冠进行断层扫描.通过图像合成软件建立残缺牙体、金属部分的三维数字模型,二者黏结形成修复后的整个牙体模型.为了更好的模拟天然牙在实际中的边界条件,将牙槽骨考虑在内.利用ANSYS软件中的Mesh命令,直接对模型进行智能网格划分.主要观察指标修复前剩余牙体、修复后带桩嵌体、修复后的牙槽骨和牙体的三维有限元模型的建立与网格划分结果.结果通过计算机建立了修复前剩余牙体、修复后带桩嵌体、牙槽骨和牙体的三维有限元模型,并进行网格自动划分,共有117 720个单元,20 988个节点,建成后的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性.结论螺旋CT断层扫描技术与三维有限元法相结合,可以建立复杂的牙模型,且能真实地模拟实际情况,使用性好.     

建立带桩嵌体修复下颌第一磨牙残冠的三维有限元模型

背景：磨牙残冠修复时通常情况下残留的牙体较少,且修复后在各种受力情况下牙齿的应力分布能够直接影响修修复后效果,有限元法逐渐被应用到义齿的应力分析中.目的：建立带桩嵌体修复下颌第一磨牙残冠的三维有限元模型,为提高复杂牙齿的建模水平及分析修复方式的应力分布特点提供实验数据.设计：重复观察测量.单位：中山大学附属第一医院口腔科与放射科,华南理工大学交通学院固体力学系,光华口腔医学院修复科.材料：实验于2003-11/2004-12在华南理工大学交通学院应用力学系完成.选取离体的形态正常的人右下颌第一磨牙6颗,东芝Xpress/SX螺旋CT机,图像合成软件和有限元分析软件ANSYS.方法：从6颗离体的形态正常的人右下颌第一磨牙中,选取密合度最好且形态接近临床要求的1颗进行根管治疗,制作制锁式的带桩嵌体修复体.利用螺旋CT分别对修复前牙体、修复后戴入主根管的带桩嵌体的残冠、戴入二带桩制锁式嵌体的残冠进行断层扫描.通过图像合成软件建立残缺牙体、金属部分的三维数字模型,二者黏结形成修复后的整个牙体模型.为了更好的模拟天然牙在实际中的边界条件,将牙槽骨考虑在内.利用ANSYS软件中的Mesh命令,直接对模型进行智能网格划分.主要观察指标：修复前剩余牙体、修复后带桩嵌体、修复后的牙槽骨和牙体的三维有限元模型的建立与网格划分结果.结果：通过计算机建立了修复前剩余牙体、修复后带桩嵌体、牙槽骨和牙体的三维有限元模型,并进行网格自动划分,共有117 720个单元,20 988个节点,建成后的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性.结论：螺旋CT断层扫描技术与三维有限元法相结合,可以建立复杂的牙模型,且能真实地模拟实际情况,使用性好.     

静态载荷模拟修复下颌磨牙残冠的应力分析

目的:对垂直静态载荷下模拟天然牙齿与金钯合金带桩嵌体的等效应力云图进行比较,分析金钯合金带桩嵌体修复下颌磨牙残冠的等效应力分布。方法:实验于2003-11/2004-12在华南理工大学交通学院应用力学系完成。从6颗离体的形态正常的人右下颌第一磨牙中,选取密合度最好且形态接近临床要求的1颗,应用螺旋CT断层扫描技术和图像合成软件,建立模拟的下颌第一磨牙和带桩嵌体修复的下颌第一磨牙残冠的三维有限元模型。在垂直向加载的情况下,应用有限元分析软件分别对其应力进行分析。结果:从6颗右下颌第一磨牙中选取1颗建立三维有限元模型。等效应力云图显示,在垂直向加载的情况下,金钯合金带桩嵌体修复后剩余牙体的各个部位的应力均比模拟天然牙小,应力比较集中在远中牙颈周围,尤其是在牙根内侧,并且颊侧比舌侧受到的等效应力稍大。结论:垂直向静态载荷下,金钯合金带桩嵌体使修复后的下颌第一磨牙残冠等效应力降低,但等效应力相对集中于远中牙颈,尤其是牙根内侧的颊侧处。提示对固位形比较差的牙体缺损应通过全冠修复或带桩嵌体修复的形式予以治疗。     

两种颌间牵引对下颔骨微种植体及周围影响的三维有限元分析

背景：有限元分析能够模拟正畸治疗方法,并对模型进行生物力学分析,此方法被认为是一种重要的、新的正畸生物力学分析方法。目的：以三维有限元方法分析下颌骨微种植体及周围牙齿在颌间Ⅱ类、Ⅲ类牵引状况下的应力分布。方法：选择一个牙列完整（无第三磨牙）,咬合关系正常,后牙中性颌,无任何颞下颌关节紊乱症状和体征及病变的成年女性志愿者,24岁。采用螺旋CT对志愿者行闭口位头颅CT断层扫描,应用Ansys多种软件结合的方法,建立颞下颌关节、下颌骨及下颌牙列、微种植体的三维有限元模型,模拟临床颌间II类、III类牵引对微种植体及周围牙齿应力的影响,并对其进行分析。根据方向分别加载,力值为1N。结果与结论：①所建三维有限元模型具有较好的几何相似性。②颌间Ⅱ类牵引：种植钉在上颌在尖牙和第一前磨牙之间,下颌在第二前磨牙和第一磨牙之间。第一磨牙应力分布大于第二前磨牙,但第二前磨牙牙周膜应力分布大于第一磨牙牙周膜。③颌间Ⅲ类牵引：种植钉在上颌在第二前磨牙和第一磨牙之间,下颌在尖牙和第一前磨牙之间。下颌尖牙及其牙周膜应力分布大于下颌第一前磨牙。④微种植体及周围牙齿在进行颌间牵引时应力分布变化微小。     

不同牙尖斜度带桩嵌体修复下后牙短冠的有限元应力分析

背景：目前临床着重于研究带桩嵌体的材料和桩长度,而对其面形态的研究较少。目的：采用三维有限元方法,分析不同牙尖斜度的带桩嵌体对下颌第一磨牙残冠修复牙本质应力大小和分布的影响,探讨带桩嵌体修复下颌第一磨牙短冠的面形态设计。方法：采用CT扫描,Mimics软件及Unigraphics NX6.0建立右下颌第一磨牙带桩嵌体的三维有限元模型,包括带桩嵌体,牙冠,牙根,牙周膜,牙槽骨。在不同模型的咬合接触区,施加240N的加载力值,分析不同牙尖斜度的带桩嵌体对牙残冠修复牙本质的最大主应力,Von-mises应力峰值和分布情况。结果与结论：随牙尖斜度的增加,牙本质的各项应力峰值和应力分布范围逐渐增大。说明不同牙尖斜度的带桩嵌体对后牙残冠修复牙本质应力值和分布有较大影响。     

上颌第一磨牙牙槽骨应力分布的有限元分析

目的 :研究上颌第一磨牙远中移动时其牙槽骨应力分布情况 ,探寻磨牙远中移动的最佳荷载方式 ,为临床提供生物力学参考。方法 :采用已建立的上颌第一磨牙的三维有限元模型。使用四种不同负荷方式对模型进行加载 ,分析上颌第一磨牙远中移动时其牙槽骨的应力分布 ,并找出使上颌第一磨牙整体移动的最佳负荷方式。结论 :在上颌第一磨牙颊面中心附近施加远中力并结合抗衡力矩 (Mt/F =10Mr/F =6 )可以在牙槽骨的远中面获得平均分布的低压应力 ,它能使牙齿倾向于整体移动     

不同材料嵌体修复的三维有限元分析

目的通过有限元法,从生物力学角度分析不同材料嵌体修复后牙体组织的应力变化情况,为嵌体的临床应用提供理论依据。方法建立下颌第一磨牙嵌体修复三维有限元模型,定量研究不同嵌体材料对牙体组织应力大小及分布。结果不同材料对牙体所受到的最大主应力峰值影响显著,瓷、金合金、复合树脂、镍铬合金修复后的主应力峰值升高率分别为3.92%、3.97%、17.22%、33.65%。结论金合金、瓷是较好的嵌体修复材料,而复合树脂、镍铬合金使修复后的牙体应力增加,大大加大了牙折的风险。     

下颌第一磨牙不同冠根比种植修复体的三维有限元分析

背景:为了尽量避免种植义齿修复时出现种植体周围骨组织应力集中。以往有研究应用增大种植体与骨界面的结合面积、增加直径、增加长度等方法以期使种植体骨界面应力分布更趋均匀,以提供更大的支持力,但观察时间较短,且临床报告并不一致。目的:设计不同冠根比种植修复体,采用三维有限元法,对轴向加载和颊舌向加载下的不同冠根比种植修复体周围骨组织应力分布进行分析,以求找到适合临床种植修复的冠根比范围。方法:应用CT断层扫描技术得到下颌骨和下颌牙列的大致轮廓,通过交互式的医学影像控制系统对图形特征进行整体图像拟合,再以计算机软件生成云图,根据云图的数据进行三维重建,从而得到包括下颌骨和下颌牙列的三维有限元模型;运用几何模型方法建立不同冠根比种植修复下颌第一磨牙的三维模型。运用Hyperwork8.0及Ansys11.0大型有限元分析软件,建立下颌不同冠根比的种植修复体模型,并完成牙冠的修复。在模拟向载荷的基础上,比较不同冠根比种植修复体周围骨组织应力分布状况。结果与结论:获得了下颌骨及下颌牙列的三维有限元模型,以及下颌不同冠根比种植修复体的有限元模型。通过对不同冠根比种植体施加轴向100N及颊舌向50N的力,种植体周围骨组织产生的应力分布状况比较发现,颊舌向受力下种植体颈部及周围骨皮质为应力集中区;轴向施力时种植体颈部、根尖部周围的骨组织为应力集中区。     

三维有限元分析不同生物力作用的上颌第一前磨牙

背景：应用有限元分析法对微种植钉支抗的生物力学研究较少见,而有限元模型的准确性与否是决定了有限元分析结果的重要因素。目的：建立上颌第一前磨牙的三维有限元模型,并分析不同角度生物力作用于上颌第一前磨牙的移动特点。方法：利用牙科CT扫描上颌第一前磨牙获得数据,通过Mimics软件实现CT图像与三维模型的转换,根据DICOM数据建模法建立三维有限元模型,模拟在不同角度微种植钉支抗施力下进行生物力学实验,分析上颌第一前磨牙的位移情况。结果与结论：应用此方法获得上颌第一前磨牙的三维有限元模型的方法简便、精确,能最大程度的真实模拟生物力学实验,上颌第一前磨牙在微种植钉支抗作用下,产生远中倾斜移动、远中舌向旋转和压低运动的复合运动趋势。     

下颌第一磨牙不同冠根比种植修复体的三维有限元分析

背景：为了尽量避免种植义齿修复时出现种植体周围骨组织应力集中。以往有研究应用增大种植体与骨界面的结合面积、增加直径、增加长度等方法以期使种植体骨界面应力分布更趋均匀,以提供更大的支持力,但观察时间较短,且临床报告并不一致。目的：设计不同冠根比种植修复体,采用三维有限元法,对轴向加载和颊舌向加载下的不同冠根比种植修复体周围骨组织应力分布进行分析,以求找到适合临床种植修复的冠根比范围。方法：应用CT断层扫描技术得到下锁骨和下颌牙列的大致轮廓,通过交互式的医学影像控制系统对图形特征进行整体图像拟合,再以计算机软件生成云图,根据云图的数据进行三维重建,从而得到包括下颌骨和下颌牙列的三维有限元模型：运用几何模型方法建立不同冠根比种植修复下颌第一磨牙的三维模型。运用Hyperwork8.0及Ansys11.O大型有限元分析软件,建立下颌不同冠根比的种植修复体模型,并完成牙冠的修复。在模拟黔向载荷的基础上,比较不同冠根比种植修复体周围骨组织应力分布状况。结果与结论：获得了下颌骨及下颌牙列的三维有限元模型,以及下颌不同冠根比种植修复体的有限元模型。通过对不同冠根比种植体施加轴向100N及烦舌向50N的力,种植体周围骨组织产生的应力分布状况比较发现,颊舌向受力下种植体颈部及周围骨皮质为应力集中区;轴向施力时种植体颈部、根尖部周围的骨组织为应力集中区。