牵张方向对下颌骨体部牵张成骨应力分布与位移的影响

目的:研究牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响。方法:建立下颌骨牵张成骨三维有限元模型,在下颌骨体部模拟牵张成骨,测量不同加载条件下,下颌骨的VonMises应力、颏顶点和右侧下颌角点的位移。结果:应力、位移量与加载力值成线性关系。应力集中在加载部位,双侧加载、与牙合平面平行方向加载时,VonMises应力更大,颏顶点、下颌角点表现为X、Z轴向的正位移和Y轴向的负位移;与下颌骨下缘平行方向的加载应力小,颏顶点、下颌角点表现为X、Y轴向的正位移和Z轴向的负位移。结论:单侧加载时下颌骨向对侧偏斜多,双侧加载时矢状向位移趋势大。与上颌牙合平面平行的加载较与下颌骨体下缘平行的加载应力大,但不会造成前牙开牙合。     

下颌角部牵张成骨的有限元分析

目的应用力学相似性较高的下颌骨三维有限元模型,分析角部牵张成骨对下颌内部应力分布及位移趋势的影响。方法在有限元模型的下颌角部模拟骨皮质切开并加载。结果获得角部单、双侧牵张成骨条件下,下颌骨内部应力分布和各部分位移的趋势。发现下颌骨角部牵张成骨应力集中在牵张部位。(牙合)平面有顺时针旋转的趋势,单侧加载较双侧加载下颌整体向对侧的位移趋势大。     

2种牵张方向对下颌骨体部牵张成骨应力分布与位移的影响

目的建立下颌骨牵张成骨三维有限元模型,研究下颌骨体部模拟牵张成骨时牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响。方法建立下颌骨牵张成骨三维有限元模型,测量不同牵张位移加载条件下,下颌骨的Von Mises应力、骨结合点位移。结果当牵张器平行于下颌骨体放置时,模型中的最大应力是牵张器平行于矢状轴模型中最大应力的2倍。Von Mises应力集中主要发生在加载部位（牵张器与骨的结合点）和髁突的颈部前下方区域,由于这2处有应力集中,可能导致局部骨质吸收,从而造成螺钉松动,影响牵张器的稳固性。当模型的加载位移增加时,最大应力与加载位移值成线性关系。结论平行于下颌骨体组模型存在明显的侧方力,牵引装置所产生的反作用力使它的后臂产生向外侧位移。牵引装置平行于矢状轴放置时,这种反作用力可降至最低程度,此项研究为牵张器在临床应用中的放置位置和牵引方向提供了理论依据。     

牵张方向对下颌骨牵张成骨应力分布与位移影响的生物力学分析

目的 建立优化的下颌骨牵张成骨的三维有限元模型以研究下颌骨体部模拟牵张成骨时牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响.方法 测量不同加载条件下,下颌骨的VonMises应力、位移.结果 可以看出当牵张器平行于下颌骨体放置时,模型中的最大应力是牵张器平行于矢状轴模型中最大应力的2倍.Von Mises应力集中主要发生在加载部位(牵张器与骨的结合点)和髁状突的颈部前下方区域,可能导致局部骨质吸收,从而造成螺钉松动,影响牵张器的稳固性.当模型的加载位移增加时,最大应力与加载位移值成线性关系.平行于下颌骨体组模型存在明显的侧方力,牵引装置牢固固定在下颌骨体部表面,牵引装置所产生的反作用力使它的后臂产生向外侧位移,这种装置-骨界面效应,可导致近中骨段颊侧移位,从而使牵张后的下颌骨形态发生变化,导致咬合关系错乱,面形改变,颞颌关节滑动轨迹的变化可能导致关节功能的紊乱.牵引装置平行于矢状轴放置时,这种反作用力可降至最低程度.结论 牵张器平行于矢状轴优于平行于下颌骨体,此项研究为牵张器在临床应用中的放置位置和牵引方向提供了理论依据.     

两种牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响

目的:研究下颌骨体部模拟牵张成骨时牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响.方法:建立优化的下颌骨牵张成骨的三维有限元模型,进行2种不同方向的牵引,测量小同加载条件下,下颌骨的Von Mises应力、位移.结果:当牵张器平行于下颌骨体放置时,模型中的最大应力是牵张器平行于矢状轴模型中最大应力的2倍.平行于下颌骨体组模型存在明显的侧方力,使牵张后的下颌骨形态发生变化,导致关节功能的紊乱.牵引装置平行于矢状轴放置时,这种反作用力可降至最低程度.结论:牵张器平行于矢状轴优于平行于下颌骨体,此项研究为牵张器在临床应用中的放置位置和牵引方向提供了理论依据.     

弧形牵张成骨重建人体下颌骨颏部节段性缺损的三维有限元研究

目的:建立下颌骨颏部节段性缺损弧形牵张成骨的三维有限元模型,研究弧形牵张成骨重建下颌骨颏部节断性缺损过程中,不断变化方向的牵张力对新骨组织形成的影响。方法:建立颏部节段性缺损的三维有限元模型,并把简化后的弧形牵张器有限元模型置入截断后的下颌骨,模拟弧形牵张成骨,并测量在弧形牵张成骨过程中下颌骨整体位移及其von Mises应力分布。结果:在未考虑唇颊侧软组织作用的前提下,弧形牵张成骨形成的新骨向舌侧生长,重建的下颌骨弧度较原下颌骨弧度变小。von Mises应力主要集中于牵张器在下颌骨的固位处。结论:在弧形牵张成骨重建下颌骨缺损过程中,牵张力本身就促使新骨组织向舌侧生长,从而使重建的下颌骨弧度较正常时小。此项研究为临床上如何克服弧形牵张成骨所形成的下颌骨弧度较小的不足,提供了一定的理论依据。     

有限元法探讨犬下颌单侧不全截骨牵张时非牵张侧位移趋势

目的 分析犬下颌单侧不全截骨牵张成骨有限元模型,计算下颌骨非牵张侧各部分在牵张过程中位移状况.方法 模拟犬下颌单侧不全截骨牵张成骨,当滑动骨块受力未被牵开和被牵开时观察非牵张侧关节、下颌角、喙突及牙齿等6个标志点的位移情况.结果 当滑动骨块未被牵开时,非牵张侧下颌骨各标志点所受Von Mises应力为0,在空间X、Y、...     

犬下颌单侧不全截骨牵张时两侧位移有限元对比研究

目的：利用犬下颌单侧不全截骨牵张成骨有限元模型,观察牵张侧和非牵张侧在牵张过程中的位移趋势。方法：模拟犬下颌单侧不全截骨牵张成骨,一侧下颌骨滑动骨块受力被牵开1mm,观察牵张侧和非牵张侧各标志点的位移趋势。结果：获得牵张侧和非牵张侧各6个标志点的空间X、Y、Z三轴位移数据,对比显示两组数据在X、Y轴差别较大。结论：非牵张侧下颌骨有些标志点的变化与牵张侧相比,在内外（左右或X轴）侧方向上,下颌角点、髁突后斜面后缘中点的运动趋势不是背离对侧下颌骨,而是向着牵引侧下颌骨运动;在前后轴（Y轴）方向上,第五臼齿、髁突前斜面前缘中点的运动趋势是向前而不是向后的,但运动幅度较喙突、下颌角小很多。     

上颌骨Le Fort Ⅰ型截骨前后向牵张成骨的三维有限元模型位移趋势的研究

目的：对上颌骨Le FortⅠ型截骨前后向牵张成骨的三维有限元模型进行位移趋势研究。方法：在已建好的颅上颌复合体三维有限元模型上模拟Le FortⅠ型截骨前后向牵张成骨加载,对上颌骨复合体各标志点的位移趋势进行研究,并比较三种不同加载方式对颅上颌复合体的影响。结果：上颌Le FortⅠ型截骨前后向牵张成骨时,除前后向有明显位移趋势外,在横向和垂直向方面上颌结节处还有明显地向外向下的位移趋势,三种不同加载方式对上颌骨复合体各部位的位移趋势无明显差异。结论：上颌骨Le FortⅠ型截骨前后向牵张成骨时,应尽量注意上颌骨的逆时针旋转以及上颌牙弓的形变。     

牵引器放置方位对骨-牵引器界面生物力学影响的三维有限元分析

目的：建立双侧下颌骨牵引成骨的三维有限元模型,探讨牵引器不同放置方位对骨一牵引器界面的生物力学影响。方法：模拟牵引器放置平行于下颌骨体部及平行于牵引轴方向两种状况,分析下颌骨牵引延长不同工况下骨一牵引器界面位移、综合应力情况。结果：牵引器放置平行于下颌骨体部时,骨一牵引器界面侧向位移、综合应力均大于牵引器放置平行于牵引轴方向的情况。结论：实验结果提示牵引器应尽量放置平行于牵引轴方向,避免可能发生的不良并发症。     

牵张力作用下颞下颌关节受力的三维有限元研究

目的 研究不同方向牵张力作用下颞下颌关节的受力状况,探讨下颌骨牵张成骨过程中牵张力合理的方向.方法 通过建立颞下颌关节及下颌骨的三维有限元模型,在模型上模拟牵张力的作用,得到下颌骨牵张成骨过程中,颞下颌关节的受力状况.牵张力的方向为平行于下颌骨下缘或平行于正中矢状面.分别观察牵张延长1 mm、3 mm、5 mm的应力分布状况.结果 不同方向牵张力作用下颞下颌关节的受力情况是不同的.当牵张力平行正中矢状面时,颞下颌关节的受力较大.结论 在下颌骨牵张成骨过程中,牵张力的方向具有重要的生物力学效果.     

Biomechanical evaluation of mandibular midline distraction osteogenesis by using the finite element method.

The aim of this study was to evaluate the biomechanical effects of mandibular midline distraction osteogenesis on the mandibular complex by using a 3-dimensional finite element model, whose construction was based on computer tomography scans of the mandible of a 22-year-old man. The computer tomography pictures were transferred and converted to the finite element model by means of a procedure developed for this study. The final mesh consisted of 1314 solid elements with 3076 nodes. The distraction was performed on the middle intersection point of the vertical and horizontal planes on the mandibular symphysis. The mechanical response in terms of displacement and von Mises stresses was determined by widening the mandible up to 5 mm on both sides. The results indicate that the mandible was separated almost in a parallel manner (4.45-5.0 mm separation from the mandibular incisors to the lower border of the mandibular symphysis and 4.09-4.92 mm from the mandibular canines to the symphyseal border at the canine region), superoanteriorly. Anteroposterior evaluation demonstrated that the greatest widening was achieved at the symphyseal region, and the widening effect gradually decreased from anterior to posterior. Viewed occlusally, the width of the mandibular bone at the symphyseal region increased remarkably, whereas the ramal and gonial regions of the mandible and the condyle had shown minimal displacement. Mandibular bone was displaced forward and slightly downward. The highest stress levels were observed bilaterally below the condylar areas. High stress levels were also observed in the ramal region of the mandible.     

有限元法探讨犬下颌不全截骨牵张的最佳截骨量

目的 利用不完全截骨牵张成骨重建犬下颌节段缺失的有限元模型,控制截骨程度,探讨最佳截骨量.方法 有限元模型模拟不完全截骨,在加力(12N)牵张过程中观察犬下颌皮质骨逐渐加大截骨量时截骨部位的Von Mises应力,并与犬下颌骨的极限抗拉强度比较,以获得牵引时不发生断裂(骨折)的最少剩余皮质骨量.结果 牵张过程中当连接处骨片剩余1mm时,滑动骨块和骨片的连接处Von Mises应力是47.76MPa,最接近犬下颌骨的极限抗拉强度(约49.35MPa).结论 犬下颌行半侧不全截骨牵张成骨时,当连接骨片的剩余宽度小于1mm时,将大大增加牵张区骨折的危险性.     

双侧下颌支矢状劈开坚固内固定的三维有限元分析

目的:研究双侧下颌支矢状劈开术应用自身增强型可吸收内固定系统和小型钛板坚固内固定的生物力学特性,为临床应用提供理论指导。方法:采用螺旋CT断层扫描技术及Ansys有限元软件,在计算机上建立下颌支矢状劈开术可吸收板和钛板坚固内固定的三维有限元模型;计算4种固定方法在3种咬合状态内固定系统的应力以及骨劈开处的位移,比较固定效果以及不同咬合状态下对固定稳定性的影响。结果:在相同咬合状态下,骨劈开处的最大位移基本相似。内固定系统的最大应力值为钛板大于可吸收板,双板大于单板,双板中上板大于下板。相同固定方式下,内固定系统的最大应力值及骨劈开处的最大位移从大到小排列顺序为前牙咬合、前磨牙咬合、磨牙咬合。结论:双板固定时的应力遮挡作用大于单板固定。坚固内固定板材料对应力遮挡有影响,钛板的应力遮挡作用大于可吸收板。单板固定时位置应偏上缘,前牙咬合对内固定系统的不良影响较大,应尽量避免。     

3种加载方式下正常人下颌骨三维有限元应力分布分析

目的：分析不同加载状态下正常人下颌骨应力分布的情况和特点。方法：采用螺旋CT扫描、CAD／CAM软件，进行下颌骨有限元建模，并在不同咬合状态下利用ANSYS软件对此模型进行三维有限元应力分析。结果：建立了正常人下颌骨三维有限元模型，在模拟正中、前伸、侧方咬合时，正常人下颌骨不同部位应力分布不均匀，性质不同，然而左右应力分布基本对称，髁突颈部、冠突后侧、下颌角等部位应力值较高。结论：下颌骨的材料性能与应力的大小密切相关。3种不同加载方式的应力分布基本一致，但对颞下颌关节的影响具有差异性。应力集中区位于髁突颈部、冠突后侧、下颌角等部位。