舌侧矫治技术内收上前牙三维有限元模型的构建

目的：构建舌侧矫治技术内收上前牙的整体三维有限元模型,为舌侧矫治技术的生物力学分析奠定基础。方法：对志愿者颌面部进行CBCT扫描,分别运用软件Mimics 14．11,Pro／Engineer 5．0,Geomagic Studio 12,Solid-works 2013及Ansys Workbench 13．0建立有限元模型。结果：建成包括e-Brace托槽、牙齿、牙周膜、牙槽骨、弓丝、微种植体、颊侧透明扣的三维有限元模型包含40个实体,与个性化舌侧矫治器实际情况相近,网格划分后,共有9062170个节点,506498个单元。结论：所建模型具有良好的几何相似性和力学相似性,较真实地模拟了临床实际情况,为进一步探讨个性化舌侧矫治过程中的牙齿移动生物力学机制提供良好基础。     

舌侧活动翼矫治器不同方式内收上前牙的三维有限元研究

目的:探讨舌侧活动翼矫治技术内收上前牙过程中,不同内收方式下,对上颌牙列的生物力学效应。方法:选取1例患者上颌骨和上牙列的CBCT数据,建立舌侧活动翼矫治器内收上前牙的三维有限元模型。设置3种内收方式：对上颌双侧中切牙分别施加0.49 N力(模型1);对上颌双侧中切牙及侧切牙分别施加0.49 N力(模型2);对上颌双侧中切牙、侧切牙及尖牙分别施加0.49 N力(模型3)。对比分析3种不同的内收方式下,上牙列的初始位移和牙周膜应力分布。结果:在模型1、2、3加力下,第一磨牙牙冠的近移量分别为-2.64E-04 mm、-7.24E-04 mm、-1.09E-03 mm。中切牙冠根位移差值分别为6.23E-03 mm、7.87E-03 mm、7.47E-03 mm。第二磨牙远中牙冠伸长位移分别为1.02E-04 mm、2.81E-04mm、4.22E-04 mm。结论:模型1的内收方式,最有利于后牙支抗的保护、转矩的控制和“拱形效应”的预防。     

双钥匙曲应用于上颌骨性前突病例初探

目的：探讨上颌骨性前突病例应用双钥匙曲内收上前牙的临床疗效。方法对采用双钥匙曲关闭上颌拔牙间隙的18例上颌骨性前突完成病例,分别进行治疗前后的软组织侧貌分析和侧位片X线头影测量分析,其结果进行配对t检验。结果所有病例拔牙间隙关闭效果均良好,关闭速度平均为每个月1.2 mm,治疗后SNA角、A点凸度及上唇突度较治疗前明显减小（t＝2.547, P＜0.05）,治疗后上切牙角均达到或保持正常。结论使用双钥匙曲内收上前牙时,在使上前牙远中移动的同时,能很好的控制上前牙的转矩及垂直向位置,可以获得上前牙整体内收的效果,对于前牙唇倾不明显、直立或舌倾的上颌骨性前突拔牙病例具有临床推广价值。     

摇椅弓滑动法整体内收上颌前牙的三维有限元分析

目的探讨摇椅弓应用于滑动法内收上颌前牙的力学效应。方法 应用ANSYS软件建立上牙列三维有限元模型,分别计算不同深度摇椅弓和不同高度牵引钩内收上前牙时对6个上前牙阻抗中心产生的转矩,并观察二者 联合应用时上前牙初始移动情况。结果 选择不同深度的摇椅弓可产生不同的冠唇向转矩,用以抵消摩擦力及不同高度牵引钩滑动法内收产生的冠舌向转矩,进而实现上前牙的整体移动。在上颌第二前磨牙和第一磨牙之间应用种植体支抗时,2 mm深度的摇椅弓可配合使用7.2 mm高度的牵引钩来实现上前牙的压低及整体内收。结论 摇椅弓可以有效改善内收前牙时出现的直立和舌倾状态,实现压低和转矩的双重控制。     

牵引方向对无托槽隐形矫治器联合种植支抗内收上前牙的生物力学影响

目的:研究无托槽隐形矫治在拔牙病例内收上前牙时,单纯整体内收与内收同时辅助种植支抗与不同高度power arm牵引时前、后牙的生物力学效应.方法:利用CBCT获取志愿者上颌骨数据,通过Mimics、Geomagic、Unigraphics NX等软件建立上颌三维有限元模型,在Abaqus中加载计算,设计无托槽隐形矫治器...     

无托槽隐形矫治器整体内收上颌前牙的三维有限元分析

目的:研究无托槽隐形矫治器整体内收上颌前牙过程中上颌前牙所受的应力情况及初始移动规律.方法:采用CBCT扫描已拔除双侧上颌第一前磨牙患者,建立上牙列、牙周膜及牙槽骨的初始复合体模型.激光扫描患者牙冠外形并与初始模型三维重叠建立终模型.应用ANSYS Workbench软件分析安装无托槽隐形矫治器时上颌前牙的应力分布及初始位移趋势.结果:建立了具有高仿真度的上颌复合体三维有限元模型;上颌双侧中切牙及侧切牙初始位移趋势一致,表现为远中舌向倾斜移动,且均有伸长趋势,其牙周膜应力分布与其位移趋势相一致;上颌双侧尖牙表现为远中倾斜移动趋势.结论:无托槽隐形矫治器在整体内收上颌前牙时,上颌前牙均表现为倾斜移动,且有伸长趋势.     

附件对隐形矫治器内收上前牙影响的三维有限元分析

目的    通过拔除上颌第一前磨牙后前牙内收的隐形矫治三维有限元模型,分析切牙上设置附件对牙齿移动方式的影响。方法    基于1例成年患者颌骨的锥形束CT影像数据,按照切牙上有无附件,构建4组拔除第一前磨牙的上颌隐形矫治模型,分别为切牙无附件组、侧切牙单附件组、中切牙单附件组和双附件组;导入Ansys Workbench三维有限元软件,设置4个上切牙控根压入内收的隐形矫治过程,分析牙列初始位移和附件的应力分布。结果    切牙无附件组及中切牙单附件组均发生4个切牙的舌向倾斜移动,后牙产生不同程度的近中倾斜移动,尖牙近中倾斜伴有伸长;侧切牙单附件组及双附件组切牙呈整体内收压入移动趋势,切牙附件的龈方可观测到压应力集中。结论    隐形矫治内收上前牙时,在侧切牙放置附件有助于切牙整体内收的表达,而中切牙附件对牙移动方式的影响较小。     

上颌种植钉配合摇椅曲内收上前牙的位移趋势的三维有限元分析

目的通过改变摇椅曲的曲度和游离牵引钩的高度,分析使用种植钉配合摇椅曲整体内收前牙时该力学体系对磨牙压低作用的成因和力学机制。方法采用螺旋CT扫描,并用Mimics 10.0建模软件建立上牙列及其支持组织,以及不同曲度摇椅曲（5°、10°、15°、20°、25°）和不同高度牵引钩（2.1、4.0、5.5 mm）的三维有限元模型,施加1.5 N向后的内收力,分析上颌各牙齿的位移趋势。结果摇椅曲使切牙唇倾压低、远中直立和近中唇向扭转,尖牙唇倾升高、近中倾斜和近中唇向扭转,第二前磨牙和第一磨牙颊倾压低、远中直立和近中唇向扭转。随着摇椅曲曲度的增加,磨牙的位移趋势增加;但随着牵引钩高度的增加,磨牙的位移趋势减少。结论摇椅曲曲度增加,磨牙被压低的程度增加;游离牵引钩高度增加,磨牙被压低的程度降低。5°的摇椅曲配合5.5 mm的游离牵引钩,磨牙被压低的程度最小。     

J钩高位牵引压低并内收上颌前牙的三维有限元分析

目的 利用三维有限元方法探讨J钩高位牵引辅助压低并内收上颌前牙的生物力学机制,以期为临床治疗提供参考.方法 在ANSYS 14.0软件中建立包括上颌牙列、牙周膜、直丝弓矫治器及上颌骨的三维有限元模型.模拟J钩施加1.5 N力量压低内收上前牙,A组加载于侧切牙近中,B组加载于侧切牙远中.牵引方向与矢状面保持30°不变、与(牙合)平面的角度在20°～ 60°之间,每间隔5°设置1种工况,两组共18种工况.分析上前牙位移及牙周膜应力情况.结果 随着牵引角度增大,上前牙位移趋势逐渐由舌向移动为主伴压低的顺时针旋转移动,变为整体压低、内收移动,最后变为压低伴唇向倾斜的逆时针旋转移动.在侧切牙近中以35°加载或在侧切牙远中以45°加载时,上前牙出现相对均匀一致的整体压低、内收移动,整体无旋转的趋势.结论 对于唇倾度正常的上颌前牙,J钩高位牵引加载于侧切牙近中更有利于前牙的整体压低和内收,临床上应根据个体情况和治疗目标调整牵引角度.     

上颌前牙带角度桩冠的三维有限元应力分析

目的 :研究上前牙带角度桩冠修复的应力分布。方法 :通过对上前牙桩冠修复患者进行CT扫描 ,建立上前牙带角度桩冠的三维有限元模型 ,在ANSYS软件中设定各种材料参数 ,施加载荷 ,进行数据运算处理。结果 :最大应力峰值出现在唇侧颈部皮质骨区域 ,唇侧为压应力 ,腭侧为拉应力。结论 :带角度桩冠修复上前牙 ,应力主要集中在颈部皮质骨区域内 ,唇侧大于腭侧 ,并且应力随桩冠角度的增大而增大     

种植体支抗内收上颌全牙列的三维有限元分析

目的:研究在种植体支抗内收全牙列的过程中,不同的牵引钩高度对上颌全牙列的生物力学效应和影响。方法:运用螺旋CT,MIMICS、CADTIA和SOLIDWORKS软件,建立微种植体支抗内收全牙列的三维有限元模型,并计算在3 N正畸力负载下上颌全牙列在牵引钩高度为1、4、7、10 mm时的受力大小和初始位移。结果:随着牵引钩高度的增加,矢状向力逐渐增加而垂直向力逐渐减小,上牙列逐渐由顺时针变为逆时针方向旋转。结论:通过改变牵引钩的高度,可以有效地改变上牙列的移动方式;上牙列的阻抗中心的高度位于平面上方9～12 mm之间。     

台阶式垂直闭合曲内收上颌切牙的三维有限元分析

目的 研究台阶式垂直闭合曲在三维空间内对上颌切牙位置的控制作用.方法 选择一名正常 志愿者,对其上颌牙列和牙槽骨进行三维螺旋CT扫描,只对上颌右侧中、侧切牙及牙槽骨进行建模和数据计算,利用Ansys软件生成右侧弓丝-托槽-上颌切牙段及牙周支持组织的三维有限元模型,最后根据镜像对称原理建立弓丝-托槽-上颌切牙段及牙周支持组织的三维有限元模型.模拟台阶式垂直闭合曲在临床上的使用情况加力,分析上颌切牙的位移趋势以及牙周支持组织中的应力分布规律.结果 台阶式垂直闭合曲作用下,上颌中切牙舌向、唇向最大位移分别为5.29×10-2和0.71×10-2 mm;龈向、向最大位移分别为10.47×10-3和10.20×10-3 mm;近中、远中最大位移分别为10.26×10-3和1.63×10-3 mm;侧切牙舌向、唇向最大位移分别为3.31×10-2和0.41×10-2 mm;龈向、向最大位移分别为10.52×10-3 和5.10×10-3 mm;近中、远中最大位移分别为6.29×10-3 和4.64×10-3 mm;二者均表现为舌向、龈向的近似整体移动趋势.中切牙牙齿、牙周膜、牙槽骨的最大应力值分别为31.35、2.52、4.64 MPa;侧切牙牙齿、牙周膜、牙槽骨的最大应力值分别为19.59、1.28、4.12 MPa;二者的应力分布规律相似,牙周膜对应力起缓冲作用.结论 台阶式垂直闭合曲在上颌切牙内收阶段可控制其在三维方向上的位置,对抗"钟摆效应",对临床实践具有一定参考意义.

Abstract：

Objective To investigate the displacement and stress distribution of upper incisors in three-dimensional(3D) space controlled by step-shaped vertical closing loop. Methods The maxillary teeth and alveolar bone of a volunteer with normal occlusion were scanned with 3D spiral CT. Modeling and calculation were only carried out on right upper central incisor, lateral incisor and their alveolar bone in order to simplify the procedures. A 3D finite element model of archwire-brackets-upper incisors and periodontal tissues was developed using Ansys finite element package. Finally, a 3D finite element model of archwire-brackets-upper incisors and periodontal tissues was established based on mirror symmetry principle. The displacement of maxillary incisors and stress distribution in periodontal tissues were analyzed. ResultsWhen step-shaped vertical closing loop was simply drew back 1 mm, the maximum displacement of upper central incisor in labial and lingual direction were 5.29×10-2 and 0.71×10-2 mm; 10.47×10-3 and 10.20×10-3 mm in gingival and occlusal direction, 10.26×10-3 and 1.63×10-3 mm in medial and distal direction; the maximum displacement of upper lateral incisor in labial and lingual direction were 3.31×10-2 and 0.41×10-2 mm, 10.52×10-3 and 5.10×10-3 mm in gingival and occlusal direction, 6.29×10-3 and 4.64×10-3 mm in medial and distal direction, the displacement trend of them were moving lingually and gingivally similar to bodily movement. The stress peach of upper central incisor, periodontal ligament and alveolar bone were 31.35, 2.52 and 4.64 MPa, the stress peach of upper lateral incisor, periodontal ligament and alveolar bone were 19.59, 1.28 and 4.12 Mpa, the stress distribution of them were similar and the periodontal ligament buffered the stress imposed on the tooth. Conclusions The position of upper incisors in 3D space could be controlled by step-shaped vertical closing loop and the pendulum effect could be confronted.     

内收前牙时微种植钉调控牙合平面的有限元分析

目的:探讨内收上前牙过程中,前牙区不同大小压低力对上颌平面变化的影响.方法:应用CBCT扫描、MIMICS以及ANSYS等软件建立微种植钉内收前牙的三维有限元模型,设置前牙区分别为0、0.5、0.75、1 N的压低力,计算分析前后牙的位移趋势以及平面的变化.结果:单纯的内收力使上前牙舌倾、第一磨牙远中倾斜、上颌平面顺时针旋转.随着前牙区压低力增大,上前牙舌倾程度降低,接近整体移动,第一磨牙远中倾斜移动的趋势减小,平面顺时针旋转的情况得以抑制.结论:通过改变前牙区压低力的大小,可以有效地改变上颌前牙的移动方式及平面的旋转;在内收前牙时增加0.5~0.75 N压低力,更有利于防止上颌平面的顺时针旋转.     

无托槽隐形矫治器联合微种植体内收并压低上前牙的三维有限元分析

目的 运用三维有限元技术研究无托槽隐形矫治器联合微种植体内收并且压低上前牙时,使用不同方式的微种植体牵引的治疗效果差异。 方法 获取患者上颌骨及牙体等锥形束CT数据,使用Mimics、Geomagic、Solidworks和Ansys软件建立所需要的三维有限元模型以及无托槽隐形矫治器。根据微种植体的设计不同,分为4个实验组。第1组为空白对照组;第2组在上颌双侧第二前磨牙和第一磨牙之间各植入一颗微种植体,在双侧尖牙牙套上沿内收方向加0.98 N的力;第3组在第2组基础上,在中切牙之间植入一颗微种植体加力0.98 N压低上前牙;第4组在第2组基础上,在双侧中切牙和侧切牙之间各植入一颗微种植体加力0.56 N压低上前牙。对各组进行受力分析,比较不同位点植入微种植体牵引加力时前牙转矩的改变、运动趋势以及应力分布。 结果 4组中所有上颌切牙皆表现出内收和压低的趋势,且伴有不同程度的转矩改变。第3组上颌中切牙及侧切牙在矢状向冠根位移差最小,第4组上颌中切牙及侧切牙压低值最大,第2组最大应力集中值最大。 结论 将微种植体植入上颌中切牙之间进行牵引更利于转矩控制;而植入上颌中切牙与侧切牙之间并联合前牙垂直牵引时更利于单纯压低,在一定程度上避免了“过山车”效应。