正畸力作用下上颌尖牙牙周膜的应力应变分布

背景：口腔临床工作者可以根据牙周膜应力分布控制正畸施力的方式和大小,从而优化正畸力系统设计。 目的：分析正畸力载荷作用下牙周膜的应力应变分布。 方法：将上颌尖牙牙根近似为抛物线形柱体模型,分析上颌尖牙牙根在正畸力作用下牙周膜应力应变分布。对模型加载、求解,对近似模型在剪力、轴力、弯矩以及扭矩分别作用下牙周膜应力应变分布进行分析,并将计算结果应用到正畸力作用下牙周膜应力应变分析。 结果与结论：实验结果显示有限元分析和理论计算结果差别较小,最大为13.4%,并且高应力区出现在牙槽嵴顶部截面。正畸力作用下牙周膜中应力应变分布比较复杂,应力应变分布不仅与牙根长度,还与不同的加载力系统有关。因此临床治疗过程中,口腔医生应适当地考虑这些因素。 关键词：牙周膜;正畸力;应力应变分布;上颌尖牙;生物力学 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.13.009     

上颌第一磨牙弯曲牙根生物组织应力的三维有限元分析

背景：根据弯根牙牙周膜应力分布为口腔临床工作者提供正畸施力的方式和大小,以此来优化正畸力系统设计。 目的：探讨上颌第一磨牙弯曲牙根受到正畸力作用下牙根及牙周膜的应力分布情况。 方法：选用正常形态和牙根弯曲的上颌第一磨牙作为建模素材,应用CT机扫描,ANSYS Workbench 11.0 有限元分析软件建立上颌第一磨牙及其牙周膜的有限元模型,应用6种不同载荷方式对模型进行加载,分析其应力分布情况。 结果与结论：弯根牙应力集中区主要在牙颈部,其次是根尖部,牙齿在做整体移动时其牙根、牙周膜、牙槽骨应力最小。对于弯根牙的矫治需要更准确的定位以及更合理的牵引力。     

三维有限元分析不同生物力作用的上颌第一前磨牙三维有限元分析不同生物力作用的上颌第一前磨牙

背景：应用有限元分析法对微种植钉支抗的生物力学研究较少见,而有限元模型的准确性与否是决定了有限元分析结果的重要因素。 目的：建立上颌第一前磨牙的三维有限元模型,并分析不同角度生物力作用于上颌第一前磨牙的移动特点。 方法：利用牙科CT扫描上颌第一前磨牙获得数据,通过Mimics软件实现CT图像与三维模型的转换,根据DICOM数据建模法建立三维有限元模型,模拟在不同角度微种植钉支抗施力下进行生物力学实验,分析上颌第一前磨牙的位移情况。 结果与结论：应用此方法获得上颌第一前磨牙的三维有限元模型的方法简便、精确,能最大程度的真实模拟生物力学实验,上颌第一前磨牙在微种植钉支抗作用下,产生远中倾斜移动、远中舌向旋转和压低运动的复合运动趋势。     

正畸力作用下牙齿移动的生物力学

错He畸形的矫治主要通过矫治器对错位牙施以矫治力，使错位牙得到矫正，从而恢复和重建平衡的骀受力关系。作者就目前有关正畸力作用下牙体、牙周组织及牙槽骨的力学反应，以及不同类型的矫治力与牙齿移动的关系的研究进展作如下综述。     

下颌切牙牙槽骨骨吸收前后三维有限元应力分析

主要利用三维有限元应力分析的方法研究观察下颌切牙牙槽骨骨吸收前后在垂直载荷、15°斜向载荷、30°斜向载荷分别作用下牙槽骨骨组织表面的vonMises应力分布特点及牙齿的舌向位移值。在垂直载荷、15°斜向载荷作用下,牙周健康的下颌切牙牙槽骨骨组织表面vonMises应力最大值分别是13.171和14.315MPa,均位于根尖处牙槽骨,舌向位移值分别是0.056和0.197mm;在30°斜向载荷作用下vonMises应力最大值是15.262MPa,分布于根尖处牙槽骨和牙槽嵴顶,舌向位移值为0.324mm。而牙槽骨骨吸收达根长1/2时,在垂直载荷作用下vonMises应力明显增加,最大值位于根尖处牙槽骨;在不同的斜向载荷作用下,所产生应力继续显著增加,vonMises应力最大值可达牙周健康的下颌切牙的3～5倍,分布部位完全由根尖处牙槽骨转移到牙槽嵴顶,分布的面积也越来越小,发生了由面分布到点分布的转变,应力越来越集中于某一点。且牙齿已发生明显的舌向位移,可高达2.850mm。提示当牙槽骨骨吸收接近根长1/2或以上时,在牙周基础治疗过程中,应考虑进行调牙合、松牙固定术等治疗,分散牙合力以避免过大应力的产生和应力分布的改变,减轻对牙周组织的损伤。     

生理载荷作用下上颌中切牙牙周膜应力分布的三维有限元研究

以上颌中切牙为解剖学基础建立了三维有限元模型。以生理载荷分别作用于上颌中切牙、天然牙及桩冠修复体,通过计算得到了生理载荷作用下牙周膜的应力分布并与上颌中切牙种植体模式（骨性附着,无牙周膜）在生理载荷作用下的应力分布以及牙周膜对应力的缓冲作用进行了比较性研究。     

利用三维有限元分析根尖切除对上颌中切牙生物力学性能的影响

目的研究根尖切除手术后牙体及牙周应力分布的变化以及牙齿的位移,为临床医师实施根尖手术提供数据支持,提高根尖手术治愈率。方法基于Micro CT图像数据建立正常上颌中切牙及其牙周组织的三维有限元模型。在此基础上仿真根尖周炎和根切治疗手术,并建立根尖周炎及不同根切长度(3、4、5、6、7、8 mm)上颌中切牙及其支持组织的三维有限元模型,施加咬合力,通过三维有限元仿真分析,研究术后愈合牙齿的生物力学行为特性,对比分析手术修复的生物力学效果,得到最佳的根尖切除长度。结果根尖切除手术术后,愈合模型降低患牙的应力水平(26.8%)及牙齿动度(7.3%);随着根切长度的增加,根切达8 mm时,牙齿颈部和牙周膜的应力分别增加11.14%和29.27%,牙槽骨的应力增加83.11%,切面形成的新的根尖处应力相较于正常牙齿相同部位整体上升;牙齿沿长轴的位移也逐渐增大,当根切超过5 mm时,位移水平明显增大(18.39%)。结论根尖切除手术对于难治性根尖周炎患牙的生物力学特性有明显改善,建议临床手术中根尖切除长度范围为3～5 mm,冠根比不低于0.84。     

不同受力方式下上颌第一磨牙牙槽骨应力分布的有限元分析

目的　利用有限元的方法研究上颌第一磨牙在牙齿矫治过程中不同受力方式牙槽骨应力分布的特点。方法　应用三维激光扫描的方法建立上颌第一磨牙、牙周膜、牙槽骨及颊面管的有限元模型,进行不同方式的加载并观察牙槽骨及其各个截面的应力分布。结果　牙齿在单一水平力和垂直力作用下,上颌第一磨牙牙槽骨在牙颈部和根部分叉处出现应力集中;牙齿趋于整体移动时,上颌第一磨牙牙槽骨处于均匀的低应力分布,各应力都小于倾斜移动或旋转移动时的应力,牙槽骨的应力在根分叉平面稍大。结论　不同受力方式下,上颌第一磨牙牙槽骨在牙颈部平面或根分叉平面应力最大,临床上应注意观察这些部位的变化;整体移动更有利于牙齿及牙周组织的健康。     

张应力作用下体外细胞培养膜上应力分布的三维有限元分析

在自行研制细胞张应力施加装置的基础上，建立细胞张应力施加装置中生物膜三维有限元模型，模拟施加不同大小的静水压力，采用有限元应力分析的方法计算生物膜（硅胶膜）上的张应力及位移分布及其规律，为相关的细胞力学实验提供理论依据。     

天然上颌中切牙与种植体应力规律的三维有限元分析

背景：生物力学相容性是保证种植体与骨结合后长期稳定并行使功能的必要条件,因此,了解上颌中切牙与其周围骨组织应力应变分布情况对种植义齿修复尤为重要。 目的：根据天然牙5种不同解剖分型,探讨上颌中切牙牙根与种植体的应力分布规律。 方法：根据天然上颌中切牙5种不同解剖分型,通过UGNX、ANSYS等软件建立种植体及周围局部结构的三维有限元模型(B1、B2、M1、M2、P1),对种植体施加与牙长轴的夹角成0°、30°、45°、60°、90°的100 N静态荷载力,分析5类上颌中切牙牙根与种植体的应力分布情况。 结果与结论：5种分型中,天然中切牙与种植体等效应力随着加载力角度的增大而增大,种植体上升趋势高于天然牙。天然牙等效应力最大值集中在B1,最小值在M1,而种植体等效应力最大值在M1,最小值在M2。天然牙牙根等效应力有2%-31%的差距,种植体等效应力有4%-21%的差距,种植体的应力分布区间小于天然牙牙根的应力分布区间。说明种植体与天然牙随着咬合力角度的增大与受力呈正比,种植体所能承受的咬合力小于天然中切牙。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

冠外精密附着体对基牙及牙周组织影响的三维有限元分析

我们建立了包括下颌骨和切牙、尖牙、前磨牙的双侧游离末端牙列缺失的三维有限元模型,在此基础上又建立了配带精密附着体义齿的模型,考虑基托与缺牙处牙槽嵴间的接触,比较修复前后基牙及其牙周组织、牙列缺失部位牙槽嵴的von Mises应力。结果表明:精密附着体修复后,基牙及基牙根周牙槽骨的von Mises应力值较修复前无论舌侧、颊侧都有了明显增加,应力集中范围增大;牙列缺失部位的应力也有所增加。     

髋臼发育不良性髋关节的三维有限元非线性接触压力分析

目的 从生物力学角度探讨髋臼覆盖程度(CE角)在髋臼发育不良引起的髋关节继发性骨关节炎中的作用。方法 建立正常、髋臼发育不良及髋臼过渡覆盖的髋关节三维有限元模型,应用非线性接触压力分析方法,观察髋臼发育不良性髋关节的关节软骨接触压力及软骨下骨应力分布。结果在所有的模型中,接触压力及应力均发生在股骨头最上部及与其相对应的髋臼顶穹部。在髋臼发育不良的模型中,另有过度不正常的接触压力发生在髋臼的后上缘区域。随着CE角的减小,接触压力和峰应力明显增高,接触面积下降。当CE角大于30°,压力分布类型及接触压力和峰应力改变不明显。结论髋臼覆盖程度降低所导致的生物力学改变在髋关节继发性骨关节炎中起重要作用。     

自适应有限元真实头模型的构造研究

有限元真实头模型在脑电计算领域中起到了重要的作用。本文提出了一种根据MRI图像构造自适应有限元真实头模型的方法,针对引起误差的关键部分自动进行细化,提高了建模的效率。本文给出了根据实际MRI图像生成的一个真实头有限元模型,并且分析了自适应细化前后的效果。     

活体牙周膜有限元仿真的可行性研究

目的　通过现代有限元方法研究牙周膜上的静平衡应力状态。方法　提出了两种用于分析牙周膜应力状态的有限元方法，把牙周膜看做是整个下颌模型的一部分，通过有限元方法来处理仿真的牙齿并加载，来研究牙周膜对牙周组织的应力应变分布的作用，计算得到的静平衡应力和牙齿根吸收状态进行比较。结果　牙周膜的最大应力发生在接近最高点位置，在中跟位置附近存在局部最大应力，而牙周膜顶点区域的应力要大于牙周膜中根附近的局部最大应力。齿槽顶部的舌侧牙周膜部位可以发现静平衡应力。静平衡应力是和位置有关的，有静平衡应力的部位就会发生牙根吸收。结论　人类切牙和单根前臼齿一样，植入物会导致其牙周膜顶点附近静平衡应力的增长，这一点同之前的发现相一致。人类切牙根吸收经常作用于牙周膜的顶点部位。     

一种血管内支架的有限元模型及计算流体动力学分析

支架植入所造成的血栓、血管损伤及其对血流动力学的影响是造成支架内再狭窄的主要原因。我们利用有限元模型与计算流体动力学的方法,分析了一种支架在植入过程中与斑块、血管的相互作用及其对血流情况的影响。结果发现：支架植入后端部发生翘起,这容易损伤血管壁;支架植入模型所对应的即刻回缩率明显高于支架自身的回缩率,其结果分别为12.3%、3.1%;支架壁厚与连接筋设计能够引起血管壁面剪应力的明显变化。这对于血管内支架的设计具有一定的指导意义。     

上颌扩弓对颞下颌关节应力影响的有限元分析

目的 通过三维有限元法对比扩弓前和放置扩弓器时颞下颌关节(temporomandibular joint, TMJ)内部各组织应力分布情况。方法 根据1名上颌牙弓狭窄患者CBCT影像资料,构建扩弓前和包含扩弓器的TMJ三维有限元模型,对模型加载相同的肌力和边界约束,观察TMJ髁突、关节盘、关节窝的等效应力、最大主应力和最小主应力。结果 扩弓前TMJ等效应力主要分布在下颌支前缘、髁突前斜面、关节盘中间带和后带以及关节窝顶部。放置扩弓器时,TMJ应力分布特征与扩弓前基本一致,应力虽然明显增加,但应力分布区域更加均匀;髁突和关节盘应力向前、向外侧移动,髁突后斜面表现出更加均匀的最大主应力分布范围。结论 上颌扩弓器产生的矫形力能够使TMJ应力增加,诱导髁突发生组织改建,协调髁突和关节盘的关系。临床上对于牙弓狭窄的患者应该采用合适的手段进行扩弓矫治。     

软组织建模中的有限元模型

用求解弹性力学问题的经典方法一有限元方法进行物理建模，并根据人体软组织的生物力学特性，对有限元模型进行修改。实验结果表明：修改后的有限元模型在形变逼真的情况下稳定性更强。     

改良式前庭盾对上颌骨受力的三维有限元分析

目的 研究采用改良式前庭盾对上颌骨和牙受力的影响。方法 选取1例12岁女性上颌前突者进行CBCT扫描,并用DICOM技术获得扫描图片以及采用图像处理的软件和工程建模的软件建立这位患者上颌骨复合体及上颌牙的模型。同时模拟改良式前庭盾装置进行加载工况。结果 模型显示上颌前牙段受力最大,向后依次降低,框下孔下部,梨状孔周围有应力分布。改良式前庭盾适用于上颌前突,骨性Ⅱ类的生长发育期的青少年患者。结论 改良式前庭盾不仅对牙有内收作用,对上颌骨的发育也起到一定的抑制作用。