不同控根附件对无托槽隐形矫治远移尖牙的影响

目的分析不同控根附件在无托槽隐形矫治远中移动尖牙时的控根效果及对牙周膜应力的影响。方法通过三维有限元技术,建立由4种附件(附件A:无附件;附件B:传统垂直矩形附件;附件C:1/4球形双优化附件;附件D:门拱形双优化附件)和3种载荷(载荷a:矫治器预设0.15 mm远中位移;载荷b:载荷a+对附件受力面施加30 N·mm逆时针力矩;载荷c:载荷a+对整个牙冠施加30 N·mm逆时针力矩)组成的11组模型。模拟右上颌尖牙在不同载荷无托槽隐形矫治作用下远中移动的控根效果。结果所有模型的位移模式均为远中倾斜移动。门拱形双优化附件远中移动尖牙时控根效果最佳。两组双优化附件控根效果优于传统矩形附件。添加附件对尖牙的控根效果明显优于只施加逆时针力偶。无附件时牙周膜应力主要集中于远中牙槽嵴及根尖,有附件时牙周膜应力主要集中于远中牙槽嵴。结论临床无托槽隐形矫治器在远移尖牙时,门拱形双优化附件有较强的控根效果。     

无托槽隐形矫治器各参数对尖牙压低移动治疗的影响

目的研究隐形矫器不同参数(厚度、矫治位移量及弹性模量)在下颌尖牙压低移动治疗中对尖牙位移和牙周膜应力的影响。方法通过有限元方法模拟下颌尖牙在48个不同隐形矫治器模型作用下的压低治疗。结果尖牙的初始位移和牙周膜应力均与隐形矫治器厚度、压低位移和弹性模量成正比关系,隐形矫治器包含的压低位移量是对牙齿压低移动治疗影响最大的因素。在尖牙的压低移动治疗中,牙周膜压应力是最敏感最易受参数变化影响的参数。结论增大矫治器的厚度、压低位移和弹性模量可以提高尖牙的压低位移,但是同时牙周膜应力也将增大,并且牙周膜压应力增大的幅度最大。要加速无托槽隐形矫治治疗正畸牙移动,只能辅助以诸如黏贴附件、托槽弓丝矫治治疗和辅助外加种植支抗等其他附加的设备或者措施。     

隐形矫治中不同移动方式下颌尖牙的机械响应

目的 比较隐形矫治中下颌尖牙在不同移动方式下的机械响应。方法 根据牙齿及其支持组织的计算机断层扫描图像,建立下颌前牙及牙周组织有限元模型,模拟尖牙在颊舌方向上的平移、倾斜、旋转,以获得这3种不同移动方式下尖牙及其牙周膜的位移和应力。结果 尖牙的初始运动和牙周膜的应力分布主要由尖牙的运动类型决定。在平移和倾斜移动中,牙周膜的应力分布和尖牙移动趋势相似。尖牙旋转的整体移动趋势在相同的位移幅度下远远大于平移移动的整体运动趋势。结论 下颌尖牙对不同移动方式的机械响应方式及程度是不同的。熟悉牙齿的这些响应的差异有助于利用不同运动方式牙齿的机械响应特点,设计更加合理的隐形矫治方案,避免损伤牙周组织,并且以最短的时间完成牙齿矫正。     

无托槽隐形矫治技术生物力学效应的有限元法研究

目的初步构建无托槽隐形矫治技术的生物力学基础研究模型,分析该矫治体系的应力分布情况,为优化该技术的临床应用提供依据。方法基于CT扫描1例成人干颅标本的影像数据,运用Mimics及ABAQUS软件建立上颌牙列前牙段的无托槽矫治技术三维有限元模型,包括牙颌组织模型、无托槽矫治器模型以及两者的装配,采用非线性有限元法分析牙体牙周组织及矫治器本身的应力分布情况,并与传统固定矫治加载相比较。结果无托槽矫治器作用下,牙周组织瞬时应力约为固定矫治加载时的50～500倍;矫治牙互相影响,矫治牙的移动趋势与预先设计之间相比有差异,拟近远中向平移的尖牙表现为倾斜移动趋势;矫治器本身有应力集中现象,但是最大应力峰值小于材料的弹性极限53.1 MPa。结论无托槽矫治器作用下牙周瞬时应力很大,矫治器在正畸牙近远中移动过程中的三维控制能力有限,不能完全代替传统固定矫治器,建议临床上使用该技术时通过应用附件、改进矫治器材料力学性能等手段,来加强对正畸牙移动的控制。     

矢状向过矫治对无托槽隐形矫治下前牙压低位移与应力的影响

背景:下前牙区骨壁较薄,使用无托槽隐形矫治器压低下前牙存在唇侧骨板吸收风险。矢状向过矫治对下前牙唇舌向控制产生的影响尚未见报道。目的:探究矢状向过矫治对下前牙特别是对牙颈部和根部位移和所受应力产生的影响。方法:通过1例男性志愿者锥形束CT,在MIMICS和GEOMAGICS软件中三维重建下颌骨与下牙列,并且在SOLIDWORKS软件中构建牙周膜、附件和矫治器模型。实验首先分为双侧下尖牙压低组和下切牙压低组,接着在双侧下中切牙和侧切牙上依次添加0°,1°,2°过矫治,共计6组模型。模型装配完成后,在ANSYS软件中分析计算位移量和应力水平。结果与结论:(1)压低尖牙时,尖牙舌倾压低,切牙舌倾伸长;压低切牙时,切牙舌倾压低,尖牙舌倾伸长;(2)无过矫治时,切牙颈部舌向移动,根部唇向移动;加入过矫治后,切牙位移逐渐直立,继而唇倾,并且1°过矫治下牙颈部和根部唇舌向位移量最少;(3)加入过矫治后,尖牙压低组中切牙颈部牙周膜的应力集中区由唇侧转为舌侧,切牙压低组切牙颈部牙周膜的应力集中区由舌侧转为唇侧;(4)使用无托槽隐形矫治器压低下前牙时,切牙易伴发舌向倾斜移动;矢状向过矫治设计有利于维持切牙...     

隐形矫治应力分布的体外研究现状

隐形矫治器是一种计算机辅助设计和制作的透明弹性塑料可摘式矫治器,产生的矫治力取决于矫治器材料特性、厚度、牙移动方式和移动量,应力分布和大小复杂多变,临床医生不易掌握.隐形矫治生物力学的体外研究方法主要有位移测量法、电阻应变计测量法和三维有限元分析法.本文就目前隐形矫治应力分布的体外研究进展做归纳总结,为临床治疗和隐形矫治技术的进一步推广提供参考.     

有限元分析不同尖牙远移量在隐形矫正中对前牙压低的影响

背景:在应用隐形矫治器矫治的拔牙病例中,尖牙先远移的内收方式有利于节约后牙支抗,对抗牙套的弓状效应,但尖牙远移后改变了牙套对牙齿的包裹及矫治器拔牙空泡处的弹性,减轻邻牙移动约束,这可能会对前牙压低产生影响.目的:运用有限元技术研究隐形矫治拔牙方案中尖牙远移量对前牙压低效果的影响.方法:建立包括牙齿、牙周膜、牙槽骨、隐形...     

隐形矫治技术生物力学研究进展

隐形矫治技术是最新的计算机图象处理和辅助设计技术、快速成形技术应用于口腔正畸领域的产物,它的出现顺应了人们追求美观、舒适、健康的现代治疗观,深受广大患者和医生的青睐,现已应用于临床各类错畸形的矫治,但有关该技术的临床疗效、生物学和生物力学机理的研究还不多。本文就隐形矫治技术生物力学研究进展做一综述,为临床上更加合理、科学、有效地应用隐形矫治技术提供理论依据。     

无托槽隐形矫治技术远移磨牙对不同垂直骨面型患者垂直向控制的效果

背景：已有研究证实，无托槽隐形矫治技术能够有效实现磨牙的远中移动，但是对于远移磨牙后不同垂直骨面型患者垂直向如何变化尚未明确。目的：探讨无托槽隐形矫治技术推磨牙向远中对不同垂直骨面型患者在垂直向上的影响。方法：选择40例(安氏Ⅰ类13例，安氏Ⅱ类20例，安氏Ⅲ类7例)错牙合畸形患者，其中高角组13例，均角组17例，低角组10例；年龄10-53岁，平均28.5岁。应用无托槽隐形矫治技术进行正畸治疗，均采取推磨牙向远中的方法，治疗前后拍摄头颅侧位片，由同一位专业正畸医师对牙齿和颌骨的矢状向及垂直向相关指标进行测量，每个数据测量3次取平均值。结果与结论：(1)40例患者矫治后牙列拥挤解除，前牙建立正常覆合覆盖，面型得到一定改善；(2)高角组的下颌平面与前颅底平面的交角(GoGn-SN)减小0.4°，均角组、低角组的下颌平面与前颅底平面的交角(GoGn-SN)增加小于1°，3组中的前下面高(ANS-Me)增加小于1 mm，治疗前后差值均无统计学意义；(3)低角组上颌第一磨牙的近中颊尖点至上腭平面的距离(U6-PP)减小0.47 mm(P <0.01)，均角组下颌中切牙切端至下颌平面的距离...     

无托槽隐形矫治器内收上颌前牙的三维有限元分析

目的:通过有限元分析探讨无托槽隐形矫治器内收上颌前牙时的生物力学特性。方法:选取1名健康青年志愿者,获取其上颌骨及牙齿CBCT影像资料,构建上颌骨复合体及无托槽隐形矫治器的三维有限元模型,分析矫治器施力控根内收（工况一）以及矫治器施力控根内收辅以微种植钉与Power arm 150 g牵引力内收（工况二）下牙齿位移趋势及牙周膜应力分布情况。结果:工况一,前牙的冠根位移差分别为113.3、92.2、128.6 μm,最大牙周膜等效应力为79.6 kPa;工况二,前牙冠根位移差分别为89.3、74.3、184.2 μm,最大牙周膜等效应力为37.5 kPa。结论:无托槽隐形矫治器联合微种植钉和Power arm可改善上颌切牙倾斜移动的趋势并减少牙根吸收的风险,但对于尖牙的控制尚不足。     

不同硬度隐形矫治器关闭中切牙间隙的有限元分析

目的 计算不同硬度隐形矫治器产生的力学效应,为其材料选择和设计提供理论依据。方法 建立中切牙近中移动0.3 mm矫治设计量,弹性模量分别为415.6、816.308、2 400 MPa的3个隐形矫治器有限元模型,用三维非线性分析方法计算矫治器、牙齿、牙周组织的应力应变分布及位移,对不同弹性模量隐形矫治器作用下的上述结果进行比较分析。结果 实验条件下,中切牙所受的应力及位移最大,最大位移量为0.17 mm,其冠方的初始位移大于根方,矫治牙始终做倾斜移动;侧切牙次之且位移与中切牙相反,最大位移量为0.10 mm。材料的弹性模量增大,隐形矫治器产生的应力增大,应变减小,牙周组织所受的应力及矫治牙位移增大。结论 隐形矫治器的硬度越大,目标矫治牙的位移量和矫治效能增大,但对于牙齿三维方向上的移动控制能力并未增强,临床上建议添加附件或是配合固定矫治器达到牙齿的整体移动。     

儿童切牙整体移动诱导方案的验证和评价

目的 对切牙整体移动的儿童诱导方案进行可行性、有效性分析和评价,估算和分析牙齿表面所受力的大小、方向以及位置。方法 采用CT扫描一个正畸儿童患者的下颌,由此建立下颌切牙、牙周膜、牙槽骨的三维实体模型。然后,通过有限元软件Abaqus计算得到牙周膜外表面的初始应变分布,并将牙周膜外表面的正应变作为牙移动的外部骨重建激励,模拟分析连续更换两次诱导器的诱导效果。结果 牙齿的每周移动量约为0.27 mm,1个诱导周期即1个月移动的总位移量约为1 mm,与实际临床上诱导的效果吻合。结论 本研究结果验证了儿童诱导器对切牙的整体移动具有可行性,为临床的诱导方案制定和优化提供了参考。     

不同固位技术修复单侧上颌骨缺损的生物力学研究

目的 采用三维有限元分析方法研究卡环、附着体以及颧种植体3种不同固位技术对上颌骨单侧缺损修复的生物力学影响。方法 利用医学图像处理软件Mimics重建单侧缺损上颌骨模型,采用镜像技术生成修复体模型,并建立使用不同固位技术修复的上颌骨有限元模型,模拟口腔咬合状态下上颌骨受力状态。结果 采用颧种植体固位修复的上颌骨健侧及修复侧上腭应力最大,分别为7.399、4.864 MPa;而且采用颧种植固位使得健侧及修复侧上颌骨应力最小,分别为10.46和10.86 MPa;颧种植体自身应力也最小,为15.25 MPa。结论 不同固位技术修复对单侧上颌骨缺损修复效果影响较大。卡环固位及附着体固位由于带有支架可用于分担作用上腭的力,颧种植体固位可通过传递力至颧骨,故可分担作用于上颌骨的力。     

肿瘤型膝关节置换后股骨-假体-胫骨复合体生物力学响应

目的研究肿瘤型铰链式膝关节置换术后股骨-假体-胫骨复合体正常站立状态下的生物力学响应,探讨病人术后发生股骨穿孔的原因,为肿瘤型铰链式人工膝关节假体的优化设计与制造提供理论基础。方法兼顾CT及三维光学扫描数据建立股骨远端骨肉瘤瘤段切除肿瘤膝关节置换后的病人股骨-假体-胫骨有限元模型,并进行相关有效性验证,从而进一步分析人体站立状态下股骨-假体-胫骨复合体的应力分布及应力遮挡现象。结果 (1)在站立加载状态下,相对胫骨,股骨的应力明显更大且集中分布趋势显著,股骨前1/3区域应力较大,呈现应力遮挡效应。(2)由于模型基于临床病人几何及骨质特征建立,股骨应力集中位置与临床中病人股骨穿孔位置接近,表明在施加自身重力状态下可能发生与病人病症一致的股骨损伤行为。结论肿瘤型铰链式膝关节假体植入后,由于假体髓针深入骨髓腔,正常站立状态下亦对骨髓腔产生一定的压力;由此产生的应力遮挡效应以及假体髓针与特定骨髓腔的匹配情况均可能引起股骨应力集中,从而将可能引起股骨开裂,甚至穿破,影响手术质量。建议术前优化假体设计以减轻或避免此类现象,从而减少术后患者的并发症发生率。     

不同咬合方式下人体下颌骨膜下种植体的生物力学特性

目的研究骨膜下种植体在4种咬合力作用下的生物力学特征,为临床病例骨膜下种植体个性化设计提供基础。方法在下颌骨三维实体模型的基础上,分别建立网状基底骨膜下种植体(种植体1)和带状基底骨膜下种植体(种植体2)。研究在4种荷载作用下两种种植体的应力分布。结果种植体1在荷载Ⅳ作用下最大应力可达230.42 MPa,种植体2在荷载Ⅰ作用下最大应力可达311.11 MPa。网状基底种植体具有较好的抗垂直荷载能力,而带状基底种植体具有较好的抗斜向荷载能力。结论在种植体设计时可以通过合理布置基台个数和间距来有效控制种植体上的应力,同时应使基台与下颌牙槽嵴垂直,以保证斜向荷载水平分力不被放大。此外,还应保证基底对基台有足够的约束,避免因约束不足导致基台底部应力过大。在义齿制作过程中,应保证全口义齿做正中、前伸、侧方咬合时必须多点接触,使咬合处于平衡状态,达到减小接触面拉应力的目的。     

基于有限元的单侧上颌骨缺损修复材料的生物力学研究

目的 采用三维有限元分析方法研究不同修复体材料对上颌骨单侧缺损修复的生物力学影响。方法 利用医学图像处理软件MIMICS重建单侧缺损上颌骨模型,采用镜像技术生成修复体模型,经模型处理最终建立单侧缺损修复的上颌骨有限元模型及健康上颌骨有限元模型,并模拟口腔咬合状态下上颌骨受力状态。结果 不同修复材料修复上颌骨的最大应力都集中在与颧骨连接的上颌骨边缘,即颧小肌与提口角肌附着位置。利用三磷酸钙（TCP）复合材料修复后,修复侧的上颌骨边缘应力最小为8.471 MPa;利用羟基磷灰石（HA）修复后,修复侧的上颌骨边缘应力最大,达到17.55 MPa。结论 不同修复材料对修复后上颌骨健侧受力影响不显著,对修复侧受力影响较大。弹性模量的大小可作为临床上用于缺损上颌骨修复的材料选择依据。     

寰椎骨折的生物力学分析

目的采用有限元方法,预测寰椎在不同位置条件下寰椎应力的分布,并以此推断可能出现的寰椎骨折类型。方法构建寰椎三维骨性结构,分析寰椎在中立、屈曲、后伸三种位置下应力分布状况。结果寰椎高应力在中立位时,出现在寰椎前部和双侧椎弓根;屈曲位时,分布在寰椎前部;后伸位时,存在寰椎前弓和双侧椎弓根。结论寰椎前弓和前结节交界处、前弓和侧块交界处、后弓和侧块交界处、后弓和后结节交界处是应力较为集中的部位,也是寰椎骨折容易发生的部位。骨折部位和骨折类型与寰椎损伤时所处的位置、寰椎几何形状、外力的方向以及寰椎的力学特征密切相关。