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。     

上颌腭骨三维有限元模型的建立

目的建立腭骨三维有限元模型,为进一步研究腭部种植支抗进行上颌扩大的可行性及其与牙支抗的对比研究建立数学模型基础。方法采用螺旋CT断层扫描成年人上颌骨,计算机图像处理和转录技术,自编程序和ANSYS软件相结合,将CT扫描图像转换为可用于有限元建模的数值图像。结果建立了上颌腭骨、部分颧弓根部的三维有限元模型。结论借助螺旋CT扫描技术和ANSYS有限元分析软件,建立上颌腭骨的有限元模型是切实可行的。该模型为上颌腭部种植支抗的生物力学研究提供了一个平台。     

细丝弓技术舌侧内收上颌前牙的三维有限元生物力学分析

目的 建立细丝弓舌侧内收上颌前牙的三维有限元模型,研究不同后倾曲力矩对上颌前牙牙周膜静水压以及初始位移的影响。方法 采用CT扫描法建立包含全牙列头颅的三维几何模型,用Solidworks软件生成舌侧托槽和弓丝的三维几何模型,组装并生成细丝弓舌侧内收上颌前牙的三维有限元模型。在三维有限元计算软件ANSYS中计算当颌间牵引力为0.556 N,后倾曲力矩分别为15、30、45、60、75 Nmm时上颌前牙的初始位移以及牙周膜静水压。结果 上颌中切牙、侧切牙以及尖牙的唇舌侧根尖和颈缘共产生4个应力集中区,并产生远中方向的旋转初始位移和相对压入移动;上颌尖牙牙周膜的静水压应力和初始位移均显著大于中切牙和侧切牙;随着后倾曲力矩的增加,上颌中切牙、侧切牙和尖牙垂直向的初始压入位移和牙周膜静水压应力均逐渐增加。结论 采用细丝弓技术舌侧内收上颌前牙的力系是安全可控的,通过改变弓丝后倾曲力矩的值可以有效控制牙齿移动的方式和移动量。     

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。     

利用MIMICS和CATIA软件辅助建立包含方丝弓矫治器的上颌三维有限元模型

目的:利用MIMICS和CATIA软件辅助建立包含方丝弓矫治器的上颌三维有限元模型.方法:对志愿者头颅部进行多层螺旋CT扫描,利用MIMICS、 CATIA软件完成托槽及三维实体模型的重建,在此基础上通过ABAQUS软件建立包含方丝弓托槽的上颌三维有限元模型.结果:建立了高精度的包含方丝弓托槽、上颌牙列、牙周膜、牙槽骨的上颌三维有限元模型.结论:利用MIMICS和CATIA软件辅助建模,提高了模型的精确性和建模效率.     

口腔生物力学

上颌第二磨牙的三维有限元模型及受为分析，颧区垂直骨内种植和斜向骨内种植的生物力学三维有限元法对比研究，螺纹牙本质钉的同位力测试，复合矫治弓丝矫治错位牙的受力分析[编者按]     

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。     

颅上颌复合体三维有限元模型的建立和初步应用

目的:建立生物相似性和力学相似性较高的颅上颌复合体三维有限元模型,为进一步分析颅上颌复合体的生物力学行为打下基础.方法:用螺旋CT断层扣描技术,ANSYS有限元软件等方法在计算机上建立颅上颌复合体三维有限元模型,对功能状念下颅上颌复合体应力分布进行分析.结果:建立了颅上颌复合体二维有限元模型;在正中咬合时,颅上颌复合体Von-Mises应力梨状孔侧缘尖牙支柱处为7.997 MPa、颧牙槽嵴支柱处为22.185 MPa、颧弓区为14.830 MPa,翼突处为32.959 MPa.结论:该方法建立的颅上颌复合体三维有限元模型,具有较好的生物相似性和力学相似性,可作为今后深入研究的原始模型;功能状态下,颅上颌复合体梨状孔侧缘尖牙支柱、颧牙槽嵴支柱、颧弓区、翼突处为应力较为集中的区域.     

野生大熊猫左上颌第一磨牙三维模型的重建

目的利用CT图像重建秦岭野生大熊猫左上颌第一磨牙三维有限元模型,探讨大熊猫牙齿的三维重建方法,为大熊猫牙齿的研究探索新的途径,降低大熊猫牙齿在研究中的实体损耗与需求。方法以牙CT扫描图像结合Mimics图像生成和编辑处理软件,建立秦岭野生大熊猫左上颌第一磨牙三维有限元模型。结果在计算机上建立了秦岭野生大熊猫左上颌第一磨牙三维有限元模型。结论所建模型形态结构相对完整,具有较高的真实性与精确度,可满足大熊猫牙齿研究的需要。     

个体化舌侧矫治器微种植体支抗滑动法内收上前牙的三维有限元模型的构建

目的建立包含eBrace托槽、牙、牙周膜、牙槽骨、弓丝和微种植体在内的三维有限元模型,为分析个体化舌侧矫治器上颌腭部不同位置微种植体滑动法关闭上前牙间隙的生物力学特征做准备。方法依据eBrace个体化舌侧矫治器的设计特点,基于CT采集的实际数据,先建立实体模型,再构建含有牙、牙周膜、牙槽骨、托槽、弓丝和微种植体6个成分的个体化舌侧矫治系统的三维有限元模型。结果1．根据微种植体植入位置不同,共建立6个有限元模型,微种植体分别位于上颌第二双尖牙和第一磨牙间、第一磨牙和第二磨牙间距离牙槽嵴顶2mm、6mm和10mm。每个模型包括40个实体模型。2．用10节点四面体单元进行单元剖分,第一个模型（微种植体在上颌第二双尖牙和第一磨牙之间距离牙槽嵴顶2mm）在网格剖分后有节点741670个,单元513925个。其他模型的节点数和单元数类似。结论建立了包含eBrace托槽、牙、牙周膜、牙槽骨、弓丝和微种植体在内的三维有限元模型,该有限元模型构建全面、复杂、真实,几何相似性很强;为下一步分析个体化舌侧矫治器上颌腭部不同位置微种植体滑动法关闭上前牙间隙的生物力学特征奠定了基础。     

上颌第一磨牙根管预备后的有限元模型的建立和受力分析

目的：采用有限元方法建立上颌磨牙根管预备后的三维有限元模型并进行受力分析。方法：采用Micro-CT扫描,应用Mimics 8.1、Geomagic studio 8、Unigraphics NX及Ansys9.0软件分别得到根管预备后上颌第一磨牙三维外形、实体模型和有限元模型,并对建立的模型进行了可靠性验证。结果：重建的三维有限元模型与实体模型具有高度的几何及力学相似性,网格质量较好。结论：将Micro-CT扫描技术、数字图像处理技术与有限元方法结合起来,建立了有效的根管预备后上颌第一磨牙三维有限元模型,为口腔生物力学提供了研究手段。     

上颌成组切牙三维有限元模型的建立

目的建立上颌成组切牙的三维有限元模型。方法利用Micro-CT扫描技术扫描上颌成组切牙,结合Geomagic Studio及Unigraphics NX4平台建立上颌成组切牙的三维几何模型,导入有限元分析软件Ansys Work-bench 11.0中,建立起实体模型。结果建立的有限元模型共有单位35 873个,节点62 359个;模型形态逼真,具有较高的几何相似性,能够任意旋转、放大或者缩小,通过对模型施加不同大小的力,能以单独或者成组的方式观察和分析各个牙的受力情况。结论实验成功建立上颌成组切牙的三维有限元模型,该模型结构完整,能够较准确模拟上颌切牙的力学反应情况。     

运用Micro-CT技术建立上颌第一磨牙根管系统的有限元模型

目的：采用有限元的方法建立上颌磨牙根管系统的三维有限元模型。方法：采用Micro-CT扫描,应用Mimics8.1、Geomagic studio8、Unigraphics NX及Ansys9.0等逆向工程软件分别得到上颌第一磨牙根管系统三维外形、实体模型和有限元模型。结果：重建了根管系统的三维有限元模型,网格质量好,具有高度的精确度,并由此证实模型的可行性。结论：将Micro-CT扫描技术、数字图像处理技术与有限元方法结合起来,建立出高精度的上颌第一磨牙根管系统的三维有限元模型,为口腔生物力学提供了研究手段。     

预成镍钛摇椅形唇弓矫治力系统的三维非线性有限元研究

目的 通过建立有限元模型对预成摇椅弓施予牙弓中各个牙的初始力系统进行定性定量研究。方法 采用有限元分析软件建立预成摇椅弓的三维有限元模型,用非线性分析法分析其施予各牙的力系统。结果 预成摇椅弓作用下切牙受到龈向力、舌向力、根舌向转矩及冠近中倾斜力矩;尖牙受到(牙合)向力、唇向力、根舌向转矩、冠近中倾斜力矩;双尖牙受到(牙合)向力;下颌磨牙受到龈向力、颊向力及根颊向转矩,冠远中倾斜力矩及近中唇向扭转力矩;上颌磨牙受到(牙合)向力、舌向力及根颊向转矩,冠远中倾斜力矩及近中唇向扭转力矩。结论 预成摇椅弓施予牙弓中每个牙的初始力系统都是包含多个力及力矩的三维复杂力系,且与标准弓形摇椅弓不同的是在压低切牙的同时有使其舌倾的趋势。     

上颌埋伏尖牙及其支持组织三维有限元建模方法的研究

目的:利用螺旋CT技术与三维有限元方法,建立统一坐标系下上颌埋伏尖牙及其支持组织的三维有限元模型,为正畸牵引治疗埋伏尖牙的研究提供数字模型.方法:从正畸患者中选取一埋伏牙病例为实验样本,利用螺旋CT设备,Mimics、Unigraphic(UG)等软件.建立埋伏牙及其支持组织的三维实体(CAD)模型,并将建立的3种CAD模型导入MSC.Mentat软件中进行网格划分,建立可用于力学分析的三维有限元模型.结果:利用螺旋CT设备,Mimics、Unigraphic(UG)等软件,建立了上颌埋伏尖牙及其支持组织(牙周膜和上颌骨整体)的三维实体(CAD)模型,所建模型具有较高的几何相似性.结论:利用螺旋CT扫描技术、Mimics、UG、MSC等工程软件建立的上颌埋伏尖牙三维有限元模型精确度高,结构完整,网格质量好,可以满足对埋伏牙进行各种模拟牵引加载的需求.     

微植体支抗滑动法内收上颌前牙的三维有限元研究

目的探讨不同微螺钉种植体植入高度以及不同牵引钩高度对微植体支抗滑动法内收上颌前牙的生物力学效应的影响。方法采用高精度螺旋CT扫描结合MIMICS快速三维重建的方法建立微植体－直丝弓上颌前牙内收力系的三维有限元模型,并在准确构建托槽、牙齿、弓丝、微种植体的力学关系基础上计算当微种植体植入高度为4、8 mm时以及牵引钩高度为1、4、7、10 mm时上颌前牙的初始移动情况。结果随着牵引钩高度的增加,上颌前牙内收时逐渐从冠舌向倾斜移动变为冠唇向移动;微种植体高位植入更有利于上颌前牙内收时的压入移动。结论通过微种植体植入高度和牵引钩高度的变化可以有效控制上颌前牙内收的牙齿移动方式。     

纤维桩直径和深度对牙根应力分布影响的三维有限元分析

本研究通过三维有限元分析法，建立上颌中切牙经石英纤维桩修复的桩冠三维有限元模型，分析不同直径和深度的石英纤维桩对桩冠修复体牙根组织应力分布的影响。     

上颌第二磨牙三维有限元模型的CT扫描建模

目的:建立人上颌第二磨牙三维有限元模型。方法:将离体上颌第二磨牙经螺旋CT扫描,使实体结构的断面图像数字化处理后输入计算机,建立实体三维有限元模型。结果:在计算机上建立了上颌第二磨牙三维有限元生物力学分析模型,总节点为2 180 9个,4面单元数为14 44 9个。结论:所建模型结构完整,空间结构测量准确度高,单元划分精细,CT扫描建模技术的优点明显,所建立的模型使用性好。     

牵引上颌埋伏尖牙移动过程的动态模拟

目的：利用螺旋CT技术与三维有限元方法建立上颌埋伏尖牙及其支持组织的三维有限元模型,模拟上颌埋伏尖牙正畸牵引的动态过程,从而为正畸临床牵引治疗埋伏牙提供基础实验依据。方法：选取一例上颌尖牙完全骨埋伏患者,利用螺旋CT设备,Mimics、UnigraPhic（UG）、MSC.Mentat等软件,建立埋伏牙及其支持组织的三维有限元模型,在建立的三维有限元模型上模拟牵引上颌埋伏尖牙移动的动态过程,画出埋伏牙牵引过程的时间-位移图。结果：①建立的上颌埋伏尖牙及牙周组织三维有限元模型具有良好几何相似性;②一个治疗周期内（28d）,第一阶段（0～7d）埋伏牙移动0.589mm,第二阶段（8～21d）埋伏牙移动0.713mm,第三阶段（22～28d）埋伏牙移动0.276mm。结论：①利用螺旋CT扫描技术、Mimics、UG、MSC等工程软件建立的上颌埋伏尖牙三维有限元模型精确度较高,可以满足对埋伏牙进行模拟牵引加载的需求。②所得出的一个治疗周期内（28d）埋伏牙移动的时间-位移曲线图基本能反映埋伏牙的位移趋势。     

牙槽突裂植骨前后上颌扩弓对上颌牙槽骨位移影响的三维有限元分析

目的 模拟比较牙槽突裂植骨前后上颌扩弓对上颌牙槽骨位移影响。方法 在已建立的植骨前上颌骨有限元模型上,采用ANSYS软件模拟牙槽突裂植骨,形成植骨后上颌骨模型。在2组模型上分别施加相同上颌扩弓力,观察比较牙槽骨区域三维方向位移形变情况。结果 三维方向位移量比较,植骨前扩弓组均显著大于植骨后扩弓组（P<0.05）。水平向位移：植骨前扩弓,由前向后牙槽骨区域位移量逐渐降低;植骨后扩弓,由前向后牙槽骨区域位移量逐渐升高;植骨前后扩弓健侧牙槽骨位移量均显著大于患侧（P<0.05）。垂直向位移：植骨前后扩弓,牙槽骨前内侧均向下移动,牙槽骨后外侧均向上移动。矢状向位移：植骨前扩弓,牙槽骨前内侧向前移动,后外侧向后移动,植骨后扩弓移动趋势相反。结论 单侧完全性唇腭裂患者植骨前扩弓三维方向移动均较植骨后明显,植骨前扩弓建议扩弓器适当向后移动,植骨后扩弓建议扩弓器适当向前移动并配合前牵引治疗,同时治疗中需警惕不对称扩弓及前牙开的发生。