下颌骨在撞击载荷作用下的应力分布

目的：探讨撞击载荷作用时下颌骨不同结构的应力分布规律、应力集中区域,为研究下颌骨撞击损伤的生物力学机制提供参考依据．方法：建立下颌骨三维有限元模型,在人尸体下颌骨撞击实验的基础上,分析下颌骨不同结构的受力规律．结果：①撞击颏部,其舌侧区,磨牙后区内侧面、髁状突颈外表面以及下颌角外表面具有较高的张应力;②撞击下颌体部,颏部舌侧区,对倒磨牙后区内侧面、对侧下颌角外表面、撞击侧下颌角外侧面、撞击侧体部内侧面具有较高的张应力;③撞击下颌角,其内侧面、撞击侧髁状突颈内侧面、颏部舌侧面、对侧髁状突颈外表面以及撞击侧磨牙后区内侧面具有较高的张应力．结论：下颌角、髁状突颈部、下颌体部、磨牙后区是下颌骨撞击损伤的好发部位,骨折部位与撞击部位间有一定相关关系．     

下颌骨颏部撞击模型的制作及生物力学验证

目的:制作出可以在生物材料试验机上完成颏部下颌姿势位撞击试验的下颌骨模型并测试其有效性。方法:3具新鲜离体下颌骨标本,利用牙托粉和下颌骨,根据Hanau牙合架原理制备对牙合模型,在生物材料试验机上进行验证。结果:制备出下颌骨撞击模型,模拟符合实际的骨折类型,3例标本的响应时间分别为15.5ms、16.7ms、18.3ms,平均为16.83ms,撞击力峰值分别为2037.69N、2130.19N和2225.42N,平均为2131.73N。结论:下颌骨撞击模型可以完成颏部下颌姿势位的动态撞击试验,并为其他牙合位撞击试验和有限元分析奠定基础。     

人下颌骨撞击伤三维有限元模拟及生物力学分析

目的：利用有限元模拟技术对人下颌骨撞击伤进行仿真,对模拟结果进行生物力学分析,探讨下颌骨撞击伤的致伤机制。方法采用中国可视化数字人数据,建立人下颌骨撞击伤三维有限元模型,动态模拟不同致伤条件下人下颌骨撞击动态损伤过程,采用 Von Mises 应力及有效应变进行生物力学分析。结果建立人下颌骨撞击伤三维有限元模型并成功模拟人下颌骨撞击伤动态损伤过程及骨折,髁状突及下颌角是应力、应变集中及骨折的好发部位。结论 Von Mises 应力及有效应变可作为预测和判定骨组织损伤的生物力学指标之一,利用有限元法可以有效模拟下颌骨动态撞击过程,模拟结果可为颌面部撞击伤基础研究及临床救治提供指导和数据参考。     

下颌骨颏部骨折联合双侧髁突囊内骨折致伤机制的三维有限元分析

目的: 通过三维有限元方法模拟和分析下颌骨颏部骨折联合双侧髁突囊内骨折的致伤机制,提高此类骨折的预防和诊断水平。方法: 获取1名下颌骨发育正常、无第三磨牙、无颞下颌关节病史的青年男性的颌面部CT和颞下颌关节MRI数据,通过Mimics和ANSYS软件建立三维有限元模型。采取不同角度的外力作用于下颌骨颏部,分析下颌骨及髁突关节面的应力分布。同时,比较有无关节盘、咬合与非咬合状态下下颌骨的应力分布差异。结果: 准确建立了包含颞下颌关节结构的三维有限元模型。当外力作用于下颌骨颏部时,髁突、升支前缘及颏部受力区是主要的应力集中区,其中应力最大值位于髁突顶部。随着外力方向与水平面夹角由0°逐渐增大直至60°,下颌骨上的应力由分散逐渐集中至颏部与双侧髁突三个部位;超过60°时,应力又出现分散的趋势。当对关节盘进行模拟后,髁突关节面及髁颈部的应力分布明显减小。与非咬合状态相比,咬合状态下下颌骨上的应力集中于咬合面,而其他部位无明显的应力分布。结论: 外力方向与水平面呈60°时,应力分布主要集中于颏部及双侧髁突顶部,即三点骨折发生的部位;在下颌骨颏部受力过程中,关节盘的存在以及稳定的咬合状态下,髁突部位(包括颈部和关节面)的应力分布明显减小。     

三焦点牵张成骨修复下颌骨颏部缺损中牵张区的应力应变研究

目的 研究三焦点牵张成骨修复下颌骨颏部缺损中牵张区的应力应变.方法 选择恒河猴下颌骨标本为研究对象,对正常恒河猴下颌连续扫描,其中下颌扫描层数约为63层,并进行三维重建.根据手术方案两侧第二双尖牙与第一磨牙间骨切开,颏部骨组织切除,两侧输送盘在正中对接;应用布尔操作对下颌模型进行处理,以此建立三焦点牵张成骨修复重建颏部缺损三维有限元模型.利用ANSYS软件和有限元分析法研究三焦点牵张成骨修复下颌骨颏部缺损牵张区的应力应变大小.结果 在牵张区应力相对集中,且应力大小由牵张区周边向中心逐步递进.结论 有限元分析法是研究三焦点牵张成骨修复下颌骨颏部缺损牵张区应力应变大小的有效方法之一,但有限元法的结果必须与动物实验结果及临床相结合,综合地加以分析,才具有实用价值.     

下颌骨颏部正中牵张成骨过程中颞下颌关节的应力分布

目的：建立包括下颌骨的颞下颌关节(TMJ)三维有限元模型，分析该模型在下颌骨颏部正中牵张成骨过程中颞下颌关节的应力分布特征．方法：以活体人颅为标本，用螺旋CT扫描技术、图形数字化处理在计算机上建立模型，然后在下颌骨颏部正中行水平加载，采用ANSYS6．1有限元分析软件进行分析．结果：建立了包括下颌骨的TMJ有限元模型，在此模型上进行下颌骨颏部正中牵张成骨的力学加载，此时颞下颌关节的应力分布表现为：随着加载力值的增加，关节内压应力、拉应力的大小也随着增加，但分布区域不变．压应力和拉应力均表现为外侧高于中、内侧．结论：在下颌骨颏部正中行牵张成骨时，结果提示TMJ内最大压应力部位在髁突软骨的外后，最大拉应力部位在髁突软骨的内前，对进一步研究牵张成骨过程中颞下颌关节的生物力学问题提供依据．     

活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合模型撞击损伤的有限元研究

目的：建立活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合的人体头部有限元模型。探讨下颌骨正面撞击时响应过程，研究其损伤的生物力学机制。方法：根据人体下颌骨的螺旋CT扫描图像，利用三维重建、图像处理和网格划分技术，建立人体下颌骨的三维有限元模型。根据颞下颌关节的解剖结构及其力学特点，将已建立的下颌骨模型通过关节和经过修改的HYBRIDⅢ假人头部模型相连接，从而建立活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合的人体头部有限元模型，对下颌骨进行初步边界约束。模拟计算此模型在下颌骨正中撞击正前方刚体试验。结果：下颌骨正中撞击正前方刚体，下颌骨会以颢下颌关节为轴向后轻微滑动，因而应力上升过程中有一回落，此处为滑动力。应力沿下颌骨外斜线向升支和颞下颌关节传递，髁突及髁突颈部应力有明显集中。骨结构的横截面积陡然减小的区域出现应力集中。在喙突(颞肌)边界约束条件下，喙突应力亦有一定改变。结论：髁突及髁突颈部相对于下颌骨体其骨结构的横截面积陡然减小，同时下颌骨以髁突为轴向后轻微滑动，造成此处较强的应力有集中。从理论上，这可能是下颌骨撞击损伤的生物力学机制之一。由于将活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合，有助于对下颌骨进行边界约束。     

Forsus矫治力前导下颌有限元仿真及最佳施力角度探讨

目的 研究在Forsus矫治力作用下下颌骨的应力分布情况和位移分布情况,探讨最佳的施力角度,为临床设计新的矫治器提供生物力学基础.方法 选择临床恒牙(牙合)安氏Ⅱ类远中错(牙合)志愿者,运用螺旋CT扫描技术及三维影像技术完成初步重建,利用Abaqus软件建立下颌骨、牙列和弓丝托槽的三维有限元模型,并在此基础上模拟临床Forsus施力部位加载,并设计了 5种不同的计算工况.结果 在5种工况下,弓丝托槽和牙列上的Von Mises等效应力水平相对于下颌骨较高,最大应力出现在弓丝托槽.下颌骨上的应力集中主要位于髁突颈和牙槽嵴部位,下颌骨上最大的Von Mi-ses等效应力出现在髁突颈处,下颌骨最大的位移都基本出现在颏部,髁突颈局部发生了塑性变形.结论 Forsus矫治力的加载角度最好为0°～25°.     

不同年龄下颌骨应力分布与骨折发病率的关系

目的：分析不同年龄的下颌骨正中受力时,下颌骨三维有限元分布的差异。方法：选用儿童、中年和老年的下颌骨,采用螺旋CT扫描,MIMICS软件建模,HYPERMESH软件划分单元,ANSYS进行三维有限元应力分布分析。结果：三种年龄下颌骨应力的分布状况基本相同,其最大的平均综合应力出现在下颌角;中年的下颌颈有应力的分布,但老年和儿童的下颌颈几乎没有应力的分布。结论：下颌骨应力的分布与骨折的发病率相关,不同年龄下颌骨应力的分布与骨折的高发年龄相关。     

两种下颌骨三维有限元建模方法的对比研究

目的探讨直接建模和间接建模方法在下颌骨三维有限元建模中的应用。方法使用相同的序列CT图像,应用直接建模和间接建模方法分别建建立下颌骨的三维有限元模型,采用相同边界条件和载荷进行计算,对计算结果进行分析和比较。结果两模型在峰值载荷时的von Mises应力分布情况一致,直接法模型应力集中区域von Mises应力为87～195 MPa,间接法模型为101～153 MPa;应力集中节点时间-应力曲线近似;两模型下颌骨体部、磨牙后区、髁突颈对应节点应力值差异无统计学意义(P>0.05)。结论两种建模方法各有优势,所建模型都能从整体上反映下颌骨的生物力学特性。     

撞击参数对下颌骨受力影响的多元回归分析

目的：研究不同撞击参数与下颌骨应力分布间的数量关系．方法：利用有限元法对下颌骨各结构进行不同撞击参数下的受力分析；应用多元回归方法，对影响应力分布的撞击速度、撞击质量、撞击部位三种撞击参数进行统计分析．结果：总体上讲．在影响下颌骨受力的撞击参数中，撞击速度的作用最显著，其次为撞击质量和撞击部位其中颏部、下颌角、髁状突等结构的应力水平受撞击部位的影响较大．结论：对下颌骨在撞击作用下的受力情况进行多元回归分析，可以定性和定量反映各参数对应力贡献的大小，为下颌骨损伤评判提供参考依据．     

下颌第一磨牙静力与冲击下的三维有限元力学分析

目的：研究人体下颌第一磨牙在分别承受静载和冲击载荷下的力学响应.方法：结合三维激光扫描、逆向工程、三维有限元分析等技术,建立了人体下颌第一磨牙的三维有限元模型.研究其在不同加载方案下的全场应力分析,并通过Mohr强度理论对牙体进行了校核.结果：下颌第一磨牙在两种不同载荷下的应力分布基本相同.最大静载荷下牙体硬组织的最大Mohr应力值小于拉伸极限强度.冲击载荷下的牙体硬组织的最大Mohr应力值相当于静载荷下的应力值乘以大于1的冲击系数.结论：对于牙体,冲击载荷下的力学响应比静载荷下的更显著,但牙周膜可以起到缓冲冲击载荷的作用.     

颧上颌骨复合体骨折坚强内固定三维有限元模型的建立及其初步分析

目的:建立生物相似性和力学相似性较高的颧上颌骨复合体骨折坚强内固定三维有限元模型,为进一步分析颧上颌骨复合体骨折坚强内固定的固定效果打下基础。方法:用螺旋CT断层扫描技术及ANSYS有限元软件在计算机上建立颧上颌骨复合体三维有限元模型。在此模型中,改变骨折处单元的属性模拟骨断层;并进一步在颧上颌骨复合体骨折模型的基础上建立坚强内固定三维有限元模型。利用此模型对正中咬合情况下颧上颌骨复合体的应力分布进行了初步分析。结果:建立了颧上颌骨复合体不同部位的坚强内固定三维有限元模型。结论:该方法可以用来建立各种类型的颧上颌骨复合体坚强内固定三维有限元模型,并可应用于颧上颌骨复合体骨折等方面的研究。     

股骨远端骨折髓内钉与锁定钢板内固定方式的有限元分析

目的模拟股骨远端骨折髓内钉与锁定钢板内固定,比较2种常用内固定的效果,并探索其对膝关节生物力学的影响。方法建立精确的膝关节三维有限元模型,在此基础上建立股骨远端A型骨折理想模型、髓内钉内固定手术有限元模型（Ⅰ型模型）和锁定钢板内固定手术有限元模型（Ⅱ型模型）。通过对多个关节屈曲度（0°、60°、90°、120°）的模型加载重力载荷来分析内固定物、关节软骨及半月板的应力变化和股骨远端最大位移等。结果Ⅰ、Ⅱ型模型的内固定物、关节软骨和半月板各有1个最大应力部位,最大应力峰值均出现在关节屈曲90°状态下。股骨远端位移峰值总体随着关节屈曲角度的加大而增加。同样屈曲角度下,胫骨平台软骨、半月板的最大应力值均大于股骨髁软骨,锁定钢板的最大应力值大于髓内钉,Ⅱ型模型的股骨远端最大位移值大于Ⅰ型模型。结论内固定方式有限元分析可以模拟膝关节不同运动状态下的受力情况,有效分析出不同模型中内固定物、关节软骨和半月板在不同运动状态下的生物力学特征。     

下颌骨骨折临床病例264例回顾性研究

目的:研究分析下颌骨骨折的临床特点及治疗方法。方法:收集整理新疆医科大学第一附属医院口腔颌面外科1996年1月～2005年12月间下颌骨骨折住院患者264例,对其年龄、性别、受伤原因、骨折部位、骨折合并伤及治疗方法进行分析。结果:264例下颌骨骨折中男性多于女性,好发年龄为20～29岁;各类损伤原因中,车祸最多;骨折部位以颏部最多;最常见的合并伤为颌面部其他部位骨折,其中以上颌骨骨折的发生率最高;颌间牵引复位固定是本研究中最多的治疗手段,近年来已逐渐被坚强内固定所取代,并取得较好的治疗效果。结论:下颌骨骨折好发于青年男性,多由车祸引起,以颏部最多,合并面部其他部位骨折较多,坚固内固定是目前治疗下颌骨骨折的较好手段。     

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。     

Amira与UG及ALGOR软件联合建立下颌磨牙三维有限元模型

目的:建立人下颌D区567三维有限元模型. 方法:采用薄层CT扫描技术、医学影像三维重建软件Amira和Unigraphics NX造型软件以及有限元分析软件ALGOR相结合建立下颌567及其支持组织的三维有限元模型. 结果:建立了下颌D区567三维有限元模型,总节点为93 260个,六面单元数为167 111个. 结论:所建模型结构完整,空间结构测量准确度高,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.