牙尖交错位紧咬时颞下颌关节接触特征及应力分布的三维有限元研究

目的研究正常人牙尖交错位紧咬时颞下颌关节的接触特征及应力分布情况。方法建立颞下颌关节三维有限元模型,在Marc软件中定义髁突、关节盘和关节窝三者间的接触关系,运用接触模式,采用自动探测的方法求解有限元分析软件。结果牙尖交错位紧咬时,关节盘后带与双板区的交界处和髁突的后斜面首先发生接触,随后髁突的顶部、内侧面与关节盘的后带,髁突的前斜面与关节盘的中间带也发生接触。同一矢状面上Von Mises应力平均值的大小依次为:髁突>关节盘腹面>关节盘背面>关节窝。结论Marc所提供的接触分析模块能较为真实地反映牙尖交错位紧咬时颞下颌关节的接触特征;颞下颌关节各结构通过相互接触及关节盘的缓冲使应力分散和传递,反映颞下颌关节各解剖结构与生理功能之间具有良好的适应性。     

正常颞下颌关节应力分布的三维有限元研究

目的:探讨正常人牙尖交错位紧咬牙时颞下颌关节内的应力分布情况,了解生理状况下TMJ生物力学特点。方法:应用ANSYS 6.1对以往研究所建正常颞下颌关节三维有限元模型进行分析。加载情况接近正常生理。由ANSYS 6.1进行求解。在后处理器中研究分析应力分布与形变。结果:正常人牙尖交错位紧咬牙时颞下颌关节内拉压应力并存,存在剪切应力,分布较均匀,无特别明显应力集中表现。髁突前斜面等效应力值高于后斜面,而前斜面外侧区的应力值又明显高于内侧、中间区。关节盘腹面平均应力值大于背面,且背面应力分布较腹面均匀。腹面应力分布,外侧区最高,最大应力值0.244位于后带与双板区交界处;后带与中间带差别不大,但都明显大于前带。关节盘的变形量明显大于髁突及颞骨关节窝。颞骨关节窝前部即关节结节后斜面等效应力较大。结论:正常牙尖交错位紧咬牙时颞下颌关节内的应力分布,与髁突、关节盘、颞骨关节窝的解剖生理之间,具有良好的功能适应性。     

下颌前伸时颞下颌关节应力分布的三维有限元研究

目的探讨下颌前伸运动时颞下颌关节内的应力分布情况。方法利用可视化人体图像建立包括上下牙列、下颌骨、颞下颌关节在内的三维有限元模型,在Patran中采用位移加载的方法模拟下颌前伸运动至对刃位,在Marc中计算并分析接触情况和应力分布特性。结果关节盘随髁突向前、下运动,髁突的前斜面首先与关节盘中间带中央部发生接触,随后髁突的外斜面与关节盘的中间带外侧部、关节窝的顶部与关节盘的后带发生接触。关节盘的中间带外侧部(3.10 Mpa)和髁突的前斜面(5.05 Mpa)等部位的应力值较大。结论在前伸运动时,应力集中区位于关节盘的中间带外侧部和髁突的前斜面。     

翼外肌对可复性颞下颌关节盘前移位的作用机制

目的 分析可复性关节盘移位中翼外肌作用下颞下颌关节的应力分布情况。方法 利用已建立的可复性关节盘前移位颞下颌关节数字化仿真模型,在单纯翼外肌加载下进行生物力学分析。结果 关节盘应力集中于关节盘中间带偏外侧区域;髁突及关节窝应力主要集中于与关节盘相接触的功能面。在颞下颌关节盘的位移分布中,从关节盘前带至关节盘中间带,位移趋势逐渐增大,关节盘中间带与关节盘后带之间出现位移撕裂带,从关节盘中间带至关节盘双板区位移逐渐递减;而颞下颌关节整体位移最大值出现在关节囊前份的翼外肌上头附着区。结论 在可复性关节盘前移位中翼外肌可导致关节盘中间带偏外侧区域的应力集中,可能导致此区域关节盘变薄、穿孔甚至撕裂。     

颞下颌关节侧向咬合位与对刃位薄层塑化断面对照研究

目的:对比分析下颌对刃位、侧向咬合位颞下颌关节的运动解剖形态,为颞下颌关节病变提供解剖依据。方法:将8例新鲜尸头摆置成对刃位5例、下颌侧向咬合位3例,以颞下颌关节为中心,切割成8cm×8cm×10cm的标本块,利用生物塑化技术,制成斜矢状位、斜冠状位、轴位塑化断层标本共16套。下颌侧向咬合位工作侧、非工作侧关节形态改变与对刃位相对照。结果:下颌侧向咬合位工作侧,髁突在关节窝内向后、向上、向外移位,关节盘位置无变化,关节盘双板及后带受压;非工作侧,髁突向下、向前、向内侧移位,关节盘后带位置向下移位,无前移位,关节盘中带外侧位居上下关节面之间,明显受压变薄。结论:关节盘并非随髁突作同步同向运动。关节盘在髁突作滑动运动时发生移位;当转动运动、滑动运动复合出现时,关节盘发生移位;而在关节窝内发生的转动运动,关节盘不发生移位。     

牙齿磨耗后颞下颌关节应力分布的三维有限元研究

目的：计算机模拟牙齿不同程度磨耗、颌垂直距离减小时，三维有限元分析颞下颌关节内的应力分布变化。方法：应用以往研究所建正常颞下颌关节三维有限元模型，分别将下牙列分层删除从上至下1／3、1／2及全部的单元，并改变咀嚼肌加力方向。应用ANSYS6．1分析颞下颌关节内的应力变化。结果：随着磨耗程度的加重，髁状突表面的应力增加较多。关节盘等效应力增加的速度较髁状突、关节窝要大；关节盘的后带后缘，还有关节盘中带、后带的中间、外侧区有应力集中表现；磨耗越重，变形越大，关节盘越薄。颞骨关节窝不但应力值增加，最大应力的位置也由关节结节后斜面向顶部移动。结论：牙齿磨耗可造成颞下颌关节应力的明显增加及特定的应力集中区。     

不可复性关节盘前移位的颞下颌关节系统生物力学研究

目的：研究构建病理状态下的颞下颌关节系统三维有限元模型并进行力学分析,探讨不可复关节盘前移位后颞下颌关节系统的应力分布情况。方法：利用CT和MRI扫描,通过Mimics和Geomagic软件平台,构建病理状态下的颞下颌关节系统三维模型,并在其基础上进行力学分析。结果：建立了包括上、下颌骨,关节窝、全牙列及关节盘的颞下颌关节系统个体化三维数字模型。力学分析显示．正常关节盘的应力集中在中带外侧部,应力分布较均匀,而当关节盘前移位时,关节盘的中带出现应力集中现象．容易引起该部位关节盘变薄或穿孔：髁突表面应力主要分布在前斜面．而当关节盘前移位时,髁突受力增大．提示该部位易发生退行性变。结论：利用cT和MRI,能够实现对病理状态下的颞下颌关节系统的三维重建．且关节盘移位侧的关节盘、髁突应力峰值均大于正常侧关节。     

颞下颌关节结构形态的测量分析

目的 了解颞下颌关节的结构形态,研究咬合运动与关节形态之间的关系,为关节镜手术时确定手术范围以及手术部位与邻近解剖标志之间的关系提供参考。方法 解剖测试7具尸体颞下颌关节髁突和关节窝的大小,前、后斜面斜度,髁突附着关节盘时的斜度,以及关节上腔前后隐窝壁之间的距离和分别至耳屏后缘中点的距离,分析颞下颌关节的结构形态。结果 测量髁突、关节盘、关节窝、关节上腔与邻近解剖标志之间关系的参数值。结论 （1）髁突通过关节盘与关节窝相协调吻合,并增大前斜面斜度,使运动中的髁突在骨性结构不溶的关节窝中趋于稳定;（2）髁突横嵴有一定成角,使髁突在侧向运动中可以与关节窝形成类似点面接触,而具有灵活性;（3）关节上腔前后隐窝壁之间距离,以及与耳屏后缘中点,外耳道软骨的距离,关节窝大小对颞下颌关节内窥镜术者掌握好穿刺深度、范围和方向都是重要的参数;（4）颞下颌关节在人的一生中一直处于不断的改建状态。     

髁状突骨折与颞颌关节骨性强直关系的初步探讨

目的　探讨髁状突骨折与发生颞颌关节骨性强直的关系。方法　对 2 8例有髁状突骨折病史的颞颌关节骨性强直患者 ,术前拍颞下颌骨全景X线片 ,CT横断或冠状扫描 ,部分病侧同时行二维和三维重建 ,并与外伤后X线片对照。在施行颞颌关节成形关节重建术中 ,采用颧弓根水平高位截骨 ,探查髁状突和关节盘的存在。结果　 2 8例伤后的X线片均提示 :发生颞颌关节强直的病例为髁状突高位 (囊内 )横断骨折。而且 ,髁状突骨折块移位大 ,下颌升支明显上移。术前冠状CT显示髁状突移位于关节骨性强直区的内侧 ,上移的下颌升支与关节窝骨性融合。术中探查发现 2 0例 2 2侧有明显移位的完整的髁状突和关节盘。结论　在髁状突颈部高位 (囊内 )横断骨折病例 ,若髁状突骨折块发生严重移位、脱出关节窝外 ,可同时伴发关节盘移位。而下颌升支则在升颌肌群牵引下明显上移 ,形成对关节窝的继发损伤 ,最终导致颞颌关节骨性强直。对该类髁状突骨折应积极开放复位固定     

功能性矫治器治疗安氏Ⅱ1患者颞下颌关节MRI研究

目的:研究Herbst矫治器治疗安氏Ⅱ1错牙合后颞下颌关节的改建情况。方法:18例安氏Ⅱ1错牙合病例,治疗前后摄双侧颞下颌关节磁共振(MRI)片,在MRI片上测量髁状突表面软骨增生的量,并用Kurita法分析治疗前后髁状突、关节盘及关节窝之间位置关系的改变情况。结果:①髁状突后上方表面软骨有明显增生迹象:增生量最大1.3mm ,最小0 .6mm ,平均0 .93mm。②髁状突与关节窝,关节盘与关节窝位置关系治疗前后有显著性差异(P <0 .0 5 ) ,髁状突与关节盘位置关系治疗前后无显著性差异(P >0 .0 5 )。结论:Herbst矫治器可刺激髁状突、关节盘及关节窝产生适应性改建。     

Stress distribution in the temporomandibular joint affected by anterior disc displacement: a three-dimensional analytic approach with the finite-element method

The purpose of this study was to investigate the influences of anterior disc displacement on TMJ loading during maximum clenching by use of finite-element analysis. Based on a young human dry skull, an analytic model of the mandible including the TMJ was developed. In addition to the standard model with normal disc-condyle relation, two models were designed to simulate various degrees of anterior disc displacement. In the standard model, compressive stresses were induced in the anterior, middle and lateral areas on the condyle and glenoid fossa, whereas tensile stresses were observed in the posterior and medial regions. In the models with anterior disc displacement, compressive stresses were recognized in all the areas of TMJ components excluding the bilaminar zone. Shear stresses in the articular disc and bilaminar zone significantly increased in most areas. In conclusion, stress distributions in the TMJ with a normal disc position was substantially different from those with anterior disc displacement, suggesting that the progress in disc displacement may have some association with the nature of stress distributions in the TMJ, in the articular disc in particular.     

颏兜力作用下颞下颌关节及下颌骨受力的三维有限元分析

目的：用三维有限元法观察颏兜力作用下颞下颌关节的受力状况和整个下颌骨的应力分布,探讨颏兜的作用机制及颏兜力作用与TMD的关系。方法：模拟颏兜力的作用,在下颌骨颏点处施加5．88N的力,力的方向为颏点与髁突连线在矢状面上的投影。采用ANSYS有限元结构分析软件在计算机中进行计算和分析。结果：髁突表面最大受力区域位于髁突前斜面。关节盘受拉应力最大的区域位于相当于关节盘中间带的部位,受压最大的区域位于关节盘后带后缘中部。关节窝表面受力最大区域位于关节结节后斜面。下颌骨较大压应力区位于力的作用线周围区域,较大拉应力区位于下颌支后部及下颌角附近区域。结论：颏兜力可对TMJ的应力分布产生影响,但颏兜力作用下是否会造成TMD还有待进一步研究。     

颞下颌关节盘前移位患者关节骨形态与矢状向关节盘位置的关系

目的　利用磁共振成像（MRI）技术和锥形束CT（CBCT）分析颞下颌关节盘前移位患者矢状向关节盘位置与关节骨形态的关系。方法　对97例患者的178个颞下颌关节（TMJ）进行回顾性分析，根据矢状向MRI上关节盘的位置分成4组，即对照组（关节盘无移位）、轻度组（关节盘轻度前移位）、中度组（关节盘中度前移位）和重度组（关节盘重度前移位）。然后利用Mimics 20软件基于CBCT数据进行TMJ的相关形态学参数测量，包括髁突线性尺寸（宽度、长度和高度）、髁突体积和表面积，关节窝的深度和长度，关节结节倾斜角，关节前、上、后间隙等，并对各组矢状髁突位置进行评估。使用方差分析、非参数检验和卡方检验等比较关节形态及位置参数的组间差异，采用相关性分析探索矢状关节盘位置与关节测量参数之间的相关性。结果　髁突的线性尺寸、关节窝深度、关节倾斜角、关节间隙和矢状髁突位置分布在4组间差异有统计学意义，而关节窝长度在4组间差异没有统计学意义；相关性分析显示：髁突的线性尺寸、髁突的体积及表面积、关节窝的深度、关节结节倾斜角和关节上间隙与关节盘矢状位置之间存在显著负相关，而关节后间隙与矢状关节盘位置之间存在显著正相关。结论　TMJ骨形态与不同矢状关节盘位置之间存在相关性，应警惕临床看到的关节骨形态的退行性改变可能是患者存在关节盘前移位的标志。     

Effects of tissue-engineered articular disc implants on the biomechanical loading of the human temporomandibular joint in a three-dimensional finite element model

The purpose of this study was to evaluate biomechanical loading of the temporomandibular joint when using a biodegradable laminate implant to replace the articular disc and to test the hypothesis that the use of the implant reduces stress distribution in the condyle, implant, and glenoid fossa. A finite element model of a female human mandible, including the temporomandibular joint, which had two standard endosseous implants inserted bilaterally in the premolar region, was constructed from computed tomography scan images using a commercially available finite element software. The disc, condyle, and glenoid fossa were arbitrarily divided into five regions: the anterior, posterior, medial, lateral, and central. The disc was then replaced with a poly-L/DL-lactide biodegradable laminate. The finite element model was then used to predict principal and Von Mises stresses. The use of poly-L/DL-lactide implant resulted in remarkable reduction in Von Mises stresses (approximately threefold) in the anterior, central, and medial regions of the mandibular condyle in comparison with slight to moderate stress reductions in the corresponding regions of the implant and glenoid fossa. The mandibular condyle also demonstrated the largest total displacement in all directions followed by the implant and glenoid fossa. The use of an alloplastic implant such as the bioresorbable, poly-L/DL-lactide laminate to replace the articular disc reduces loading of the mandibular condyle rather than the implant and glenoid fossa. These findings lead to support the hypothesis that the mandibular condyle more likely functions as a shock absorber than the disc. The use of bioresorbable laminate implants might prove an efficient technique to replace the articular disc and promote normal function of the temporomandibular joint.     

Displacement and stress distribution in the temporomandibular joint during clenching.

The aim of this study was to analyze biomechanical reactions in the mandible and TMJ during clenching under various restraint conditions. A three-dimensional finite element model of the mandible, including the TMJ, was created for test purposes. The results were as follows: (1) Under any restraint conditions, displacement was greatest on the surface of the condyle and less on the articular disc and the surface of the glenoid fossa, in that order. Resultant stresses followed the same trend. (2) Displacement and stress were greatest when the lower central incisor was restrained and attenuated as the posterior teeth were restrained. Because the biomechanical reaction of the TMJ during clenching was greatest when the lower central incisor was restrained, premature contact of these teeth may be one of the factors involved in the initiation of temporomandibular arthrosis.