透明矫治器压低下前牙的生物力学分析

目的 探索透明矫治器压低下前牙过程中牙齿唇舌向倾斜度的变化规律及相应的生物力学机制,获得牙齿垂直压低过程中的唇舌向控制策略。 方法 建立透明矫治器垂直压低下前牙的仿真模型,设计不同切牙下颌平面角度(incisor mandibular plane angle,IMPA),设置常规组、唇侧压低附件组、唇侧控根嵴组及舌侧控根嵴组,分析下 前牙的位移趋势及唇舌向力矩。 结果 在下前牙压低中,IMPA<90°时牙冠受到舌向力矩;IMPA>90°时,牙冠受到唇向力矩。 牙冠部添加唇侧控根嵴可以增加牙冠唇向转矩趋势,添加舌侧控根嵴及唇侧附件增加牙冠舌向转矩趋势。 结论 透明矫治器压低下前牙中会出现牙冠非设计性的唇舌向移动。 牙冠唇倾时,可以设计舌侧控根嵴来避免牙冠唇向移动;牙冠舌倾时,可以设计唇侧控根嵴来避免牙冠舌向移动。     

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。     

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...     

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。     

附件磨损对牙齿移动影响的有限元分析

目的 探讨隐形矫治中上颌尖牙矩形附件磨损对于尖牙移动的影响,为提高尖牙隐形矫治效率提供参考。方法 用获取的牙齿CBCT扫描数据,建立牙齿模型,并分别与磨损和完整附件组装。当矫治器对牙齿施加2°远中扭转、0.25 mm远中位移、0.1 mm压低位移和0.1 mm伸长位移后,比较磨损和完整附件组牙齿位移、牙周膜应力和牙根等效应力的变化。结果 用无托槽隐形矫治器对牙齿施加远中扭转和伸长位移力时,牙齿最大位移明显减小;磨损附件使牙齿在发生远中平移和伸长位移时,牙齿发生倾斜移动。磨损附件使牙齿受到远中扭转、远中平移、压低和伸长移动时,牙周膜最大主应力和牙根等效应力均减小。结论 附件磨损后会影响牙齿旋转和伸长的移动效率。当附件出现明显的磨损后,应该及时更换新附件,以保证附件能够正常发挥作用。     

两种隐形正畸序列磨牙远移的有限元比较

目的 比较两种远中移动序列的无托槽隐形矫治在磨牙远移方面的执行效果。方法 建立包含牙体、牙周膜、牙槽骨及隐形矫治器的下颌右侧7颗牙齿有限元模型,分别选用两种推磨牙远中移动对牙齿进行模拟第二磨牙远移0.5 mm的过程,采用牙槽骨重建技术模拟长期牙齿移动效果。结果 V型、ZC远中移动序列第二磨牙最大远中位移分别为0.27、0.34 mm, ZC远中移动执行效率增大13.34%;牙齿内倾分别矫正0.18、0.44 mm,舌侧内倾角度分别矫正1.15°、2.69°,ZC舌侧内倾矫正率提高15.01%;远端倾斜分别增大1.83°、0.84°,ZC远端倾斜角度减小54.10%。结论 ZC远中移动序列方法在无托槽隐形矫治中能够更有效地实现磨牙远中移动,减少磨牙远中倾斜和矫正磨牙舌侧内倾,为无托槽隐形矫治创造前牙间隙提供有利条件。     

无托槽牙齿矫治器个性化设计与3D成型

目的 对牙齿矫治器开展有限元仿真分析以确定不同工况的矫正量,制定无托槽牙齿矫治器的设计方案,使熔融沉积工艺成型的矫治器具备个性化的矫治效果。方法 结合患者CT数据逆向重构牙齿模型,通过有限元方法确立牙齿在倾斜、扭转、平移3种工况下的矫治量。选择不同弹性模量的材料3D成型不同矫治类型无托槽牙齿矫治器,并测量正畸力。结果 针对不同工况可设计不同的矫治偏移量,从而使矫治器具备个性化治疗效果。无托槽牙齿矫治器的正畸力随着弹性模量和厚度的增加而增大。在给定工况下,当矫治器材料为热可塑性聚氨酯(TPU)时正畸力最小(90 mN);当矫治器材料为聚乳酸(PLA)时正畸力最大(61.66 N)。结论 设计应根据患者的牙齿情况,在整个矫治过程中每一步矫治所需要正畸力的大小,选择不同弹性模量和不同厚度的无托槽牙齿矫治器对患者畸形牙齿进行治疗,从而实现分阶段矫治效果。     

有限元分析上颌中切牙唇、舌向斜形缺损后纤维桩核冠修复三维模型的应力分布北大核心

背景:临床上牙本质肩领对桩核冠修复体的抗力和固位及边缘密封性有着重大作用。目的:采用有限元分析唇、舌向斜形缺损上颌中切牙纤维桩-树脂核-全瓷冠三维模型的应力分布。方法:挑选1颗标准离体人上颌中切牙,使用锥形束CT扫描后,导入Mimics17软件,利用CAD、UG软件构建出唇侧、舌侧肩领有缺损的桩核冠模型,分别假设唇侧或舌侧断端低,肩领有缺损,限定缺损侧肩领为0 mm,按照唇侧肩领高度-舌侧肩领高度进行分组(0 mm-0 mm、0 mm-0.5 mm、0 mm-1.0 mm、0 mm-1.5 mm、0 mm-2.0 mm、0.5 mm-0 mm、1.0 mm-0 mm、1.5 mm-0 mm、2.0 mm-0 mm、0.5 mm-0.5 mm、1.0 mm-1.0 mm、1.5 mm-1.5 mm、2.0 mm-2.0 mm),在全瓷冠切1/3、中1/3交界处,施加与牙长轴成45°的100 N静载荷力,采用有限元分析根尖部牙本质及纤维桩的Von Mises应力分布。结果与结论:①根尖部牙本质应力分布:在唇、舌侧肩领均完整的情况下,随着肩领高度的增加,牙根部Von Mises应力从集中于颈部的趋势逐渐变得更分散均匀,峰值应力随肩领高度增加而逐渐减小。在牙本质肩领有缺损的条件下,无论是舌侧或唇侧有肩领的情况下,牙根部Von Mises应力峰值较无牙本质肩领的情况有所减小,但同等高度下,舌侧有牙本质肩领组应力峰值减小更为明显,接近牙本质肩领完整组;②纤维桩应力分布:在唇、舌侧肩领均完整的情况下,随着肩领高度的增加,纤维桩Von Mises应力峰值逐渐减小。在牙本质肩领有缺损的条件下,无论是舌侧或唇侧有肩领的情况下,纤维桩Von Mises应力峰值较无牙本质肩领的情况均有所减小,但唇侧有牙本质肩领组应力峰值减小比舌侧肩领组更为明显;③结果表明:舌侧肩领对减小根部牙体应力集中较唇侧肩领明显,舌侧肩领高度有利于增强牙体抗力;唇侧肩领对减小纤维桩和粘接剂层的峰值应力较舌侧肩领明显,唇侧肩领高度有利于增加纤维桩冠的固位和稳定,且至少保留0.5-1.0 mm唇侧肩领效果更明显。     

无托槽隐形矫治器压低上颌伸长第一磨牙的有限元分析

背景：对于骨质密度不同的成年患者,在运用隐形矫治器压低上颌伸长磨牙时,正畸医师多由主观经验选择膜片厚度,有限元分析有望为不同骨质密度患者选择合适厚度的膜片提供理论依据。目的：通过有限元法分析膜片厚度及骨质密度对成年患者运用隐形矫治技术压低上颌伸长磨牙的影响。方法：基于4种骨密度类型(骨松质Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类)建立4组有限元模型,并分别与膜片厚度为0.5,0.75,1 mm的3种隐形矫治器模型进行组装,运用Ansys 2021软件进行有限元分析,各组模拟隐形矫治器对上颌第一磨牙施加0.2 mm压低位移,比较各组第一磨牙及其邻牙牙根、牙周膜、牙槽骨的等效应力与牙体位移趋势。结果与结论：(1)各组第一磨牙的等效应力分布情况相同,主要分布于根分叉处;第二前磨牙的等效应力分布于近中颈1/3;第二磨牙的等效应力分布于两颊根根分叉处。(2)第一磨牙及邻牙均产生近中、压低位移趋势;第一磨牙产生颊侧位移趋势,邻牙产生腭侧位移趋势。Ⅱ类骨密度下,第一磨牙X、Y轴位移量最小,Z轴位移量最大;邻牙位移量随骨密度降低而增加。Z轴方向上,第一磨牙及邻牙位移量与膜片厚度呈正比;X、Y轴方向上,第二前磨牙膜片厚度...     

牙周膜厚度对舌侧矫治中下颌第1磨牙近中移动的影响

目的 研究舌侧矫治中下颌第1磨牙近中移动过程,牙周膜厚度因素对牙齿及牙周组织应力和位移的影响。方法 基于逆向工程技术的方法,分别建立牙周膜厚度为0.15、0.2、0.25、0.3、0.35 mm的等牙槽骨高度的牙齿—牙周膜—牙槽骨三维模型,在舌侧矫治中倾斜、旋转及整体移动载荷作用下,分析牙周膜、牙根及牙槽骨表面的应力和位移状况。结果 由牙周膜厚度差异引起的牙周膜、牙根以及牙槽骨表面最大应力极大值与极小值之比分别为1.46、2.06、6.72,牙根、牙槽骨表面的最大位移极大值与极小值之比分别为1.65、1.50;对应不同的牙周膜厚度值,牙根及牙周组织最大应力部位在牙根、根分叉以及牙颈间变动。结论 临床治疗中,应注意观察牙颈、根分叉以及牙根部位的变化,针对牙周膜厚度较小的患者,整体移动更有利于牙齿及牙周组织的健康。     

无托槽隐形矫治尖牙整体移动的生物力学研究

目的利用有限元方法,探讨使用隐形矫治方式,一步达到尖牙远中整体移动的最佳施力方法。方法模拟无托槽隐形矫治器载荷对牙裂有限元模型进行应力分析。结果计算受不同力偶作用时尖牙远中面上各点受到的平均主应力及von Mises应力的标准差。结论在对尖牙施加远中矫治力的同时施加反方向的力矩后,尖牙倾斜移动的趋势将减少。当施加的远中力与逆时针力偶的力量比例为100:125～130,即力与力矩的比例(M/F)为7.25～7.5时,尖牙根部远中面受力最为均匀,即接近整体移动。     

皮质骨切开辅助大鼠正畸牙齿移动有限元分析

目的仿真模拟大鼠皮质骨切开后正畸牙齿移动,分析切开手术对大鼠牙颌结构力学分布的影响。方法建立大鼠正畸牙齿移动三维有限元模型,模拟皮质骨切开手术,并根据加载方向及牙根部位对牙周膜及根周牙槽骨进行细分,计算磨牙与切开骨块初始位移及各细分区域内牙周膜、牙槽骨的应力、应变分布。结果上颌第1磨牙在正畸力作用下近中倾斜移动,最大位移集中于牙冠远中尖;皮质骨切开能增加牙槽骨块初始位移。牙周膜最大主应变集中于近远中颈部,最小主应变集中于远中根尖部;皮质骨切开对牙周膜应变的分布及水平有明显影响;皮质骨切开能够明显增加牙槽骨中应力水平,并使高应力区集中于牙根近中牙槽嵴。结论皮质骨切开能够改变正畸矫治力在牙齿及牙周组织中的分布,使其有利于局部牙槽骨改建,实现快速正畸牙齿移动。研究结果有助于从生物力学角度认识皮质骨切开辅助正畸牙齿移动机制。     

不同矫治器正畸后牙周骨组织压力侧的形态变化

背景：Damon Ⅲ矫治器是近期矫治器改良的新方向。 目的：观察不同矫治器正畸作用下兔牙周组织改建过程中压力侧组织病理学的变化。 方法：64只健康大耳白兔随机等分为对照组、MBT矫治器组、Begg矫治器组和Damon Ⅲ矫治器组,后3组将MBT矫治器、Begg矫治器、Damon Ⅲ矫治器结扎在上颌切牙与第一磨牙之间,牵引上颌第一磨牙向近中移动1 mm。 结果与结论：矫治后7 d时MBT矫治器组、Begg矫治器组、Damon Ⅲ矫治器组兔压力侧牙周骨组织骨小梁体积减少,骨小梁宽度变窄,间隙变宽(P < 0.05),且成骨细胞与破骨细胞数量均明显增加(P < 0.05)。矫治后21 d时,与MBT矫治器组和Begg矫治器组相比,Damon Ⅲ矫治器组兔压力侧骨小梁体积减少,骨小梁宽度变窄,间隙变宽及成骨细胞与破骨细胞数量升高(P < 0.05)。提示在正畸牙移动过程初期,MBT矫治器、Begg矫治器、Damon Ⅲ矫治器均有正畸效果,但Damon Ⅲ矫治器后期效果优于MBT矫治器和Begg矫治器。     

不同矫治正畸作用下牙周骨改建过程中压力侧相关因子的变化

背景：近年来研究表明核因子κB受体活化因子配体与正畸牙移动骨改建过程中破骨细胞的形成、分化和功能密切相关。 目的：观察不同矫治器正畸作用下兔牙周组织改建过程中压力侧组织核因子κB受体活化因子配体表达的变化,探讨不同矫治器的正畸效果。 方法：将64只健康大耳白兔随机分为4组：对照组、MBT矫治器组、Begg矫治器组、Damon Ⅲ矫治器组,每组16只。MBT矫治器组、Begg矫治器组、Damon Ⅲ矫治器组分别应用对应的矫治器对兔上颌切牙和第一磨牙进行矫治,近中移动牵引力为80 g;对照组不进行矫治。分别于矫治后第3,7,14,21天每组取4只白兔进行检测。 结果与结论：苏木精-伊红染色显示加力后各矫治器组压力侧牙周膜腔变窄,牙槽骨边缘出现骨吸收陷窝。抗酒石酸酸性磷酸酶染色显示,矫治7 d时,骨改建活跃,破骨细胞数量达到高峰;同时实时荧光定量PCR检测发现加力后压力侧牙槽骨组织中核因子κB受体活化因子配体mRNA的表达明显增高,并于加力后第7天达到最高峰,而后逐渐降低。加力第7天时,Damon Ⅲ矫治器组破骨细胞数量和核因子κB受体活化因子配体mRNA表达水平均明显高于MBT矫治器组和Begg矫治器组(P < 0.05)。提示在骨改建过程中核因子κB受体活化因子配体mRNA表达的变化规律与破骨细胞数量相一致,Damon Ⅲ矫治器的矫治效果优于MBT矫治器、Begg矫治器。     

Chemokines are upregulated during orthodontic tooth movement.

In the early stage of orthodontic tooth movement, an acute inflammatory response characterized by the migration of leukocytes occurs. This response suggests the presence of specific chemotactic signals that may play a role in the mechanism of bone remodeling, in particular in resorption. The aim of the present study was to explore the induction of potential chemokines at the resorption side during orthodontic tooth movement. Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), regulated on activation normal T cell expressed and secreted (RANTES), and macrophage inflammatory protein-2 (MIP-2) were examined by in situ hybridization using radioactive synthetic oligoneucleotide probes. Mesial movement of the upper first molars was performed with a fixed appliance for 3, 7, and 10 days. The results demonstrated that MCP-1, RANTES, and MIP-2 were highly expressed during orthodontic movement. On day 3, MCP-1 showed maximum induction in the pressure zone, followed in intensity by RANTES and MIP-2, although not in the contralateral control side. The induction of these chemokines had declined on day 7 and reached low levels on day 10. Our data suggest that chemokines are induced early in the application of force, and such induction may contribute to the early inflammatory response that may be responsible in part for the ensuing bone remodeling.     

增龄因素与压力侧牙周组织Wnt-1及护骨素的表达

背景：护骨素在正畸牙骨改建中具有重要作用,Wnt-1与骨形成密切相关,但与正畸骨改建的相关性未见报道。 目的：比较增龄因素对大鼠正畸牙牙周组织Wnt-1及护骨素表达的影响。 方法：纳入雄性6,24周龄Wistar大鼠各40只,制备大鼠磨牙向近中移动的正畸牙移动模型,于牙齿移动1,3,7,14 d分别取材,采用RT-PCR及免疫组织化学方法检测压力侧牙周组织中Wnt-1及护骨素的表达。 结果与结论：护骨素在6,24周龄大鼠压力侧牙周组织中均有表达,其中3,7 d表达强于1,14 d,相同时间点,6周龄大鼠压力侧护骨素的表达强于24周龄大鼠。6,24周龄大鼠压力侧牙周组织中均未见Wnt-1 mRNA的表达,Wnt-1蛋白仅在6周龄大鼠牙齿移动3 d时有表达。说明增龄因素是影响正畸骨改建的重要因素,而Wnt-1似乎与正畸骨改建无相关性。     

以有限元法仿真分析闭合式上颌窦提升的黏膜形变

背景：如何避免闭合式上颌窦提升种植治疗中医源性上颌窦黏膜穿孔等并发症成为近年研究的热点。 目的：以有限元法比较闭合式上颌窦提升种植治疗中不同上颌窦黏膜厚度对黏膜穿孔的影响。 方法：在ANSYS有限元分析软件的SHELL63单元中分别建立0.3,0.5,0.8 mm厚度上颌窦黏膜与4.2 mm直径种植体的有限元模型,模拟闭合式上颌窦提升手术抬高黏膜,根据大变形非线性理论计算3种厚度上颌窦黏膜中心Von Mises最大应力值,并进行统计学分析。 结果与结论：通过对3种厚度上颌窦黏膜提升1-5 mm的形变与应力分析,发现上颌窦黏膜高变形区发生在黏膜顶端中心,在黏膜提升1-4 mm时,最大应变值曲线变化温和,在大于4 mm高度后曲线斜率明显增加;在上颌窦黏膜提升5 mm之内,0.3,0.5,0.8 mm 3种厚度黏膜中心最大Von Mises应力值差异无显著性意义(P > 0.05)。提示上颌窦黏膜提升高度大于4 mm之后,黏膜弹性拉伸大幅增加,增大了穿孔的概率;对于上颌窦黏膜厚度为0.3-0.8 mm需要进行闭合式上颌窦提升治疗的患者,其所面对的黏膜穿孔风险是无差别的;而上颌窦黏膜厚度小于0.3 mm的患者,要更加慎重地选择上颌窦提升方案以防止黏膜穿孔的发生。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

隐形矫正中不同附件对下颌尖牙唇舌向平移移动的影响

评价隐形矫正中不同的隐形矫正附件对下颌尖牙唇舌向平移移动的影响。应用三维CT扫描技术及Mimics,Geomagic Studio等软件通过三维逆向建模方法建立下颌的三维模型。使用Solidworks软件建立了12个不同的隐形矫正牙齿黏贴附件的模型。使用建立的模型在ABAQUS 软件中应用有限单元方法,模拟在没有附件辅助以及有12种不同的附件辅助下,下颌尖牙的唇舌向平移移动0.25 mm。应用尖牙牙冠顶端与牙根尖端初始位移比值的绝对值 |R_cr | 来衡量尖牙旋转中心的位置,在没有附件的算例中 |R_cr|值为2.902,在有附件的算例中 |R_cr | 均大于2.902。|R_cr| 在4个整体附件的平均值为1.57,在半体附件中的平均值为2.25。当附件为半体附件时,尖牙的移动趋势更接近平移。尖牙牙周膜最大von Mises应力在没有附件时为1.077 MPa,在有附件的算例中最大的应力值为1.129 MPa,相对于没有附件时仅增加4.83%。水平椭圆体附件上最大的von Mises 应力值可高达245.1 MPa。研究得出结论：黏贴附件有助于尖牙的整体平移移动;并不是大体积或面积的附件更有助于尖牙的平移移动;半体附件对于促进尖牙的平移移动更有效;最合适该次矫正治疗的附件是左半四面体附件。     

不同桩核冠修复上颌中切牙的三维有限元模型建立及应力分析

目的 建立4种不同修复上颌中切牙根管的有限元模型,研究不同桩核材料及根管重塑对上颌中切牙应力分布的影响,为临床应用提供理论参考。方法 采用CBCT 扫描、Mimics软件、Rapidform.xor3、Solidworks软件和Ansys Workbench软件建立4种修复系统的有限元模型,模拟咬合加载,计算Von Mises应力。结果 建立4种包含牙本质、全瓷冠、底层冠、桩核、牙胶尖、牙周膜、粘接剂及牙槽骨的上颌中切牙修复的精细的三维有限元模型。分析表明桩核材料及粘接剂性能影响牙本质Von Mises应力分布;桩的弹性模量越大,牙本质Von Mises应力越小。其中钴铬合金桩的牙本质Von Mises应力最小,为23.15 MPa。结论 通过建立不同修复上颌中切牙根管的有限元模型并进行应力分析,可以预测不同材质和结构桩核冠修复系统对上颌中切牙应力分布的影响,为修复系统的临床应用提供依据。