压低辅弓的生物力学及临床应用

1历史和起源压低辅弓最早由Burstone于1966年首先提出,并于1977年发表了关于压低辅弓矫治深覆牙合的文章[1],他认为压低辅助弓能有效地绝对压低前牙而最少程度升高后牙。进入90年代,随着生物力学的发展,     

片段弓结合辅弓技术修复磨牙缺失1例

患者,男性,59岁。左上后牙缺失要求镶牙。患者于1年前拔除两颗左上后牙,所拔牙齿前后各有1颗后牙于本院进行根管治疗。今要求镶牙。667缺失,其中6活动义齿修复,58氧化锌暂封,2稍内翻,下颌牙齿轻度拥挤(图1),下前牙区牙石Ⅰ°。牙龈及口内黏膜未见异常。无口腔不良习惯,全身健康状况良好。曲面断层片见:67缺失,58     

正畸NiTi弓丝三维非线性有限元建模研究

目的：探讨正畸Nifi圆丝和方丝的三维非线性有限元建模方法。方法：用Pro／E软件建立NiTi圆丝和方丝被固定于矫治器前的几何模型,导入Marc软件,对其进行几何修复后生成实体单元,并按实际模拟边界条件,按NiTi合金定义初始条件和材料特性,最终得到正畸NiTi圆丝和方丝弓的有限元模型。结果：建立了用于正畸治疗的NiTi圆丝和方丝弓的有限元模型,可以预测弓丝在矫治形变过程中（各时段）其本身结构中各节点、单元的受力、位移情况。结论：本研究率先建立正畸NiTi圆丝和方丝的三维非线性有限元模型,为矫治方案的设计提供量化依据。     

利用压低辅弓增加后牙支抗的生物力学研究

目的确定远中移动尖牙时,使用压低辅弓增加后牙支抗的最适后倾弯角度。方法按照Burstone方法弯制0．017×0．025英寸（1英寸-2．54cm）伊钛丝（TMA）的压低辅弓,主弓丝采用0．016×0．016英寸不锈钢丝,拉尖牙远中移动的拉簧为150g力。设计后倾弯分别为20°、30°、40°,采用口外正畸模拟生物力学检测系统（OrthodonticMeasurementandSimulationSystem,（）Mss）模拟临床加力,分别测量三维状态下切牙段、尖牙段和后牙段受力和力矩情况。结果尖牙远移过程中,无压低辅弓时,尖牙远中移动并倾斜,磨牙近中倾斜10°;压低辅弓的后倾弯为20°时,尖牙远中移动并倾斜,磨牙近中倾斜5°;后倾弯为30°时,尖牙远中移动基本保持直立,磨牙远中倾斜5°;后倾弯为10。时,尖牙远中移动有压低倾向,磨牙远中倾斜超过10°。结论尖牙远中移动时,弯制有30。后倾弯的乐低辅弓既能够增加后牙专精．又不影响前牙的覆[牙合]覆盖。     

改良多用途弓打开咬合的临床应用8例

目的 探讨对于安氏Ⅱ类高角前牙深覆牙合病例打开咬合的快速有效的方法。方法 采用改良多用途弓与NiTi辅弓的联合应用打开咬合。 结果 对于安氏Ⅱ类高角病例,改良多用途弓能够有效打开咬合,且不会升高后牙。 结论 改良多用途弓打开咬合在安氏Ⅱ类高角病例矫治中可以有效避免并发症,矫治力精准,疗效可靠。     

上颌牙列及方丝弓矫治器三维有限元模型的建立及验证

目的快速建立高精度的上颌方丝弓矫治器的三维有限元分析模型并进行验证。方法通过多层螺旋CT扫描,获得上、下颌骨及牙列的数据,采用Mimics、Catia及ABAQUS软件相结合的方法,建立包括上颌牙列、牙周膜、牙槽骨、方丝弓矫治器的三维有限元模型,并观察计算机模拟矫治力作用下上颌中切牙应力分布。采用激光散斑剪切实验力学的方法进行验证。结果建立了包含方丝弓矫治器的上颌牙列的三维有限元模型,计算机模拟作用下的应力分布情况与激光散斑剪切试验结果相近,模型的精确性得到了初步有效的验证。结论所建立的三维有限元模型仿真性好,方法便捷有效,为采用有限元法进行正畸生物力学分析的深入研究打下基础。同时可为临床矫治提供一定的指导意义。     

下颌牙列直丝弓矫治器三维有限元模型的建立

目的利用三维有限元建模的方法,探索建立下颌牙列直丝弓矫治器的力学分析模型。方法采用螺旋CT对个别正常的志愿者下颌骨进行多层扫描,以(医学数字成像和通讯标准)DICOM格式导入Mimics软件中,利用灰度值的差异来重建下颌骨与牙列;以.txt格式把下颌骨与牙列点云数据导入逆向工程软件Geomagic Studio 8.0中,构造三角网格面,并进行NURBS曲面拟合生成颌骨与牙齿的实体模型。然后以.igs格式导入Ansys中,在Ansys中建立直丝弓托槽和弓丝的模型,并在Geomagic中对牙根表面进行扩增0.25 mm生成牙周膜并进行布尔运算,生成牙齿、颌骨、牙周膜、托槽、弓丝的装配模型。结果建立了直丝弓矫治器三维有限元模型,在Ansys软件内对模型进行分区划分网格并施加一定的约束和载荷,即可进行三维有限元的力学分析。结论利用螺旋CT成像,并充分结合Mimics,Geomagic及Ansys软件的优点建立的直丝弓矫治器三维有限元模型精确有效,方法简单实用,可操作性强,耗时少。     

上颌牙列及MBT直丝弓矫治器三维有限元模型的建立

目的建立上颌MBT直丝弓矫治器的三维有限元力学分析数学模型。方法利用多层螺旋CT扫描获得上颌牙列及上颌牙槽骨的原始数据,采用Matlab、CoreldrawI、mageware、UG、ANSYS软件相结合的方法,建立上颌牙列、牙周膜、牙槽骨、MBT直丝弓矫治器的三维实体和三维有限元模型。结果建立了上颌牙列及MBT直丝弓矫治器的三维实体和三维有限元模型。结论应用螺旋CT扫描结合多种软件建立了上颌牙列及MBT直丝弓矫治器的三维实体和三维有限元模型,方法便捷有效,模型仿真性好,为进一步分析MBT直丝弓矫治器的力学行为提供了一个良好的平台。     

打开咬合的三维有限元分析的研究进展

深覆(牙合)是临床常见的错(牙合)畸形,对患者颜面、咬合功能都有较大影响。打开咬合是治疗深覆(牙合)的关键步骤,对下颌骨的正常发育和治疗的顺利进行有决定性作用。如何在打开咬合的同时兼顾前后牙转矩、轴倾度的控制是正畸领域的热点。三维有限元方法可以精确模拟临床现象并进行动态受力分析。微种植体为打开咬合中支抗控制等问题提供了新的思路,有限元分析发现高位微种植体更易整体压入前牙。对于摇椅弓的有限元模拟则发现其对前牙的压低及唇倾作用随着弓丝角度的增加而增加。隐形矫治器在打开咬合中的应用也日渐受到重视,但其作用力尚难以有效控制,关于其附件设计及相应牙齿移动方式的有限元研究有助于快速有效地打开咬合。但现有的有限元建模精确性不够,研究多针对于初始位移,缺乏对于骨改建后的长期牙移动的研究,未来有待进一步研究和完善。     

上颌快速扩弓的颅面复合体三维有限元模型的建立

目的建立上颌快速扩弓的颅面复合体三维有限元模型。方法利用螺旋CT扫描获取颅面复合体二维图像原始DICOM数据,结合Mimics10.0、ProE Wildfire 4.0、MSC.Marc.mentat 2005 R3和Geomagic studio10.0软件,建立包含上颌第一前磨牙、第一磨牙及其牙周膜、带环的颅面复合体三维有限元模型。结果所建三维有限元模型单元数达到522 800,具有良好的几何和生物相似性,可以导入到CAD软件中进行处理。结论应用螺旋CT结合Mimics10.0、MSC.Marc.mentat 2005 R3和Geomagic Studio10.0软件建立颅面复合体三维有限元模型的方法是可行和有效的。     

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。     

三维有限元分析在口腔医学领域的研究进展

应用三维有限元分析法解决口腔医学中的生物力学问题受到了日益广泛的关注.有限元分析(finite element analysis,FEA)通过计算机模拟口腔情况进行力学分析,高效快速且避免了伦理问题,具有独特的技术优势和重要的临床指导意义.现对近年来三维有限元分析在口腔内科、口腔修复、种植、口腔正畸及口腔颌面外科学等领...     

含矫治器的下牙列及下颌骨三维有限元模型的建立

目的寻求一种较快建立包含矫治器的下牙列及下颌骨三维有限元模型的方法,为牙齿移动生物力学的研究提供数学模型。方法利用薄层CT技术对已使用直丝弓矫治器排齐的下牙列进行扫描,通过数字影像的转换,结合Ansys三维有限元专用软件对CT断层影像进行分析处理和加工。结果建立了较理想的三维有限元模型,包含下颌骨、下牙列、牙周膜、牙槽骨(皮质骨、松质骨)、托槽、弓丝,建成后的有限元模型还可以根据不同的研究目的和要求添加和删除组织或矫治器,以及改变其特性。结论该有限元模型能较真实地模拟实际情况,具有较好的力学和几何学相似性,可被用来进行牙齿移动的生物力学的研究。     

水门汀垫底的近中-[牙合]嵌体三维有限元模型的建立

目的：建立玻璃离子水门汀垫底、近中-[牙合]（MO）嵌体修复的下颌第一磨牙三维有限元模型。方法：采用Micro-CT扫描,应用Mimics、UG、Ansys、Midas-FEA等软件建立玻璃离子水门汀垫底、MO嵌体修复的三维有限元模型,并初步验证其有效性。结果：建成后的模型共生成265814个单元,53610个节点,与实体组织具有良好的力学和几何学相似性。应力云图可见Von-mises应力和第三主应力主要集中在牙颈部和咬合面的凹陷处,应力峰值均发生在颊侧牙颈部区域。结论：所建立的模型能够较真实地模拟实际情况,可为不同材料嵌体修复的生物力学研究提供有效平台。     

下颌第一恒磨牙三维有限元模型的建立及应力分析

目的建立更合理的下颌第一恒磨牙三维有限元模型并研究其内应力分布。方法运用MSC．NASTRAN软件建屯含有牙釉质、牙本质、髓腔、牙周膜和牙槽骨的下颌第一恒磨牙三维有限元模型并分析不同受力状态下牙齿硬组织的应力分布。结果在5种载荷下牙釉质的最大vonMises应力和最大压应力均比牙本质的大，而最大拉应力则小于牙本质。垂直载荷和颊．舌斜向载荷时，牙釉质和牙本质内的应力最小，而舌-颊斜向载荷下应力最大。牙颈部、根分歧和近中舌根管壁根尖部是主要的应力集中区。结论牙齿硬组织内应力集中区及应力值的变化与牙齿接受咬合力的方向密切相关。     

Comparison of conventional methods of simultaneous intrusion and retraction of maxillary anterior: a finite element analysis

ABSTRACT

Objective: To study the biomechanical effects of the three-piece intrusion arch and Kalra simultaneous intrusion and retraction arch (K-SIR) on simultaneous intrusion and retraction of maxillary anterior teeth.

Design: Three-dimensional analysis of stresses and displacement of the anterior and posterior teeth with the three-piece intrusion arch and K-SIR arch was done using the finite element method (FEM).

Setting: Department of Orthodontics, Surendera Dental College and Research Institute, India.

Material and Methods: For this investigation, the geometric model of the maxilla was constructed using a computed tomography scan. 0.022?×?0.028-inch MBT brackets and molar tubes were modelled, with the specified tip and torque values for all maxillary teeth. The wire components for the three-piece intrusion arch and K-SIR arch were modelled initially as a line diagram and then converted to three dimensional models. The material characteristics which include the Young’s modulus and Poisson’s ratio were assigned. After defining the boundary conditions, force systems were applied as per design. The analysis was carried out using ANSYS Version 12.1 software. The von Mises stress, principal stress on PDL and alveolar bone, change in the inclination of incisors and initial displacement of the teeth in bucco-palatal, mesio- distal and vertical direction were analysed.

Results: Stresses in cortical bone were greater than cancellous. Both modalities showed intrusion of the anterior teeth, although this was slightly more in the three- piece intrusion arch. On studying the principal stresses in the PDL, the three-piece intrusion arch displayed uniform stress distribution compared to K-SIR arch.

Conclusion: The FEM cannot reflect actual biological responses within the human body to orthodontic forces but based on these findings, the three-piece intrusion arch showed better stress distribution and controlled tooth movement than the K-SIR arch.     

建立下颌前牙牙槽骨吸收和联冠修复的三维有限元模型

目的：建立下颌前牙不同程度牙槽骨吸收后的釉质、牙本质、牙骨质、牙周膜、松质骨、皮质骨等组织的三维有限元模型。方法：利用薄层CT扫描技术与Ansys软件相结合，对层厚为1mm的CT断层影像进行分析处理。结果：模型具有良好的几何相似性，共有单元约13万个，节点约19万个，数据量约130MB，可以根据要求任意旋转、缩放、透视、剖开，进行多种方式观察；并可以按照不同研究目的和要求，对模型进行简单的修改和调整，模拟牙槽骨吸收、联冠修复等临床治疗所需的几何形态，考查各种约束和加载条件下前牙的力学反应；讨论了约束的处理和载荷的施加方式。结论：薄层CT扫描技术与Ansys软件相结合建立的三维有限元模型，能较精确地模拟实际情况，为进一步研究下颌前牙牙槽骨吸收和联冠修复奠定了良好的基础。     

不同工况下颧弓三维有限元分析

目的：了解正常颧弓三维有限元模型在不同载荷条件下的应力分布情况,探讨其生物力学行为。方法：利用螺旋CT扫描图像,通过相关软件建立颧弓三维有限元模型,在UGNX5．0中模拟载荷分别作用于颧弓外侧的前、中、后以及整个外侧部分,按10N、30N、60N、90N、120N、150N六个级别模拟六种工况,记录分析该有限元模型在不同工况下的应力及位移情况。结果：在六种工况下,除应力值大小不同外,应力集中部位固定,颧弓存在着三个应力较大的区域,分别为颧弓根部转折处、颧颞缝部位以及靠近颧骨端转折处。应力作用于颧弓中间部分时,模型最大应力值高于其他作用部位。结论：实验分析较好地解释了颧弓常见骨折部位的力学机理,为新型颧弓骨折固定装置的设计提供了指导作用。     

下颌固定义齿不同松动度基牙应力分布的三维有限元分析

目的建立不同动度基牙的下颌固定义齿模型,探讨松动牙作为固定义齿基牙的合理性,以期为进一步的临床应用提供实验依据和指导。方法采用螺旋CT扫描,应用PHOTOSHOP CS2与ANSYS 11.0软件相结合建立下颌复合式固定桥模型。结果当3Ⅰ°松动时各基牙应力值显著增大且能观察到明显应力集中现象;当5或7松动时各基牙应力值也有不同程度的增加,但应力变化过程中并未观察到突然的应力增大现象。结论复合固定桥当两端基牙松动时,尤其是单根牙松动时,对基牙应力分布影响较大不宜单独作为基牙;而多根牙对应力分布的影响较小,可单独作为基牙;复合固定桥中间基牙有松动时,其松动度不论是Ⅰ度还是Ⅱ度都不会引起明显的应力集中,可选作基牙。