下颌骨颏部骨折联合双侧髁突囊内骨折致伤机制的三维有限元分析

目的: 通过三维有限元方法模拟和分析下颌骨颏部骨折联合双侧髁突囊内骨折的致伤机制,提高此类骨折的预防和诊断水平。方法: 获取1名下颌骨发育正常、无第三磨牙、无颞下颌关节病史的青年男性的颌面部CT和颞下颌关节MRI数据,通过Mimics和ANSYS软件建立三维有限元模型。采取不同角度的外力作用于下颌骨颏部,分析下颌骨及髁突关节面的应力分布。同时,比较有无关节盘、咬合与非咬合状态下下颌骨的应力分布差异。结果: 准确建立了包含颞下颌关节结构的三维有限元模型。当外力作用于下颌骨颏部时,髁突、升支前缘及颏部受力区是主要的应力集中区,其中应力最大值位于髁突顶部。随着外力方向与水平面夹角由0°逐渐增大直至60°,下颌骨上的应力由分散逐渐集中至颏部与双侧髁突三个部位;超过60°时,应力又出现分散的趋势。当对关节盘进行模拟后,髁突关节面及髁颈部的应力分布明显减小。与非咬合状态相比,咬合状态下下颌骨上的应力集中于咬合面,而其他部位无明显的应力分布。结论: 外力方向与水平面呈60°时,应力分布主要集中于颏部及双侧髁突顶部,即三点骨折发生的部位;在下颌骨颏部受力过程中,关节盘的存在以及稳定的咬合状态下,髁突部位(包括颈部和关节面)的应力分布明显减小。     

三焦点牵张成骨修复下颌骨颏部缺损中牵张区的应力应变研究

目的 研究三焦点牵张成骨修复下颌骨颏部缺损中牵张区的应力应变.方法 选择恒河猴下颌骨标本为研究对象,对正常恒河猴下颌连续扫描,其中下颌扫描层数约为63层,并进行三维重建.根据手术方案两侧第二双尖牙与第一磨牙间骨切开,颏部骨组织切除,两侧输送盘在正中对接;应用布尔操作对下颌模型进行处理,以此建立三焦点牵张成骨修复重建颏部缺损三维有限元模型.利用ANSYS软件和有限元分析法研究三焦点牵张成骨修复下颌骨颏部缺损牵张区的应力应变大小.结果 在牵张区应力相对集中,且应力大小由牵张区周边向中心逐步递进.结论 有限元分析法是研究三焦点牵张成骨修复下颌骨颏部缺损牵张区应力应变大小的有效方法之一,但有限元法的结果必须与动物实验结果及临床相结合,综合地加以分析,才具有实用价值.     

下颌牵张成骨中髁突软骨Ⅲ型胶原的变化

目的：观察下颌牵张成骨中髁状突胶原的变化特征，探讨牵张成骨对关节软骨的影响．方法：采用SABC免疫组化方法检测犬在下颌双侧牵张成骨固定期的不同阶段(0，2，4和8wk)Ⅲ型胶原分布及含量的变化．结果：Ⅲ型胶原的表达随时问的延长逐渐增加，至4wk达到顶峰，随后逐渐减弱．结论：在下颌双侧牵张成骨中，颞下颌关节软骨发生适应性改建，软骨细胞合成及分泌胶原的能力发生改变．     

活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合模型撞击损伤的有限元研究

目的：建立活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合的人体头部有限元模型。探讨下颌骨正面撞击时响应过程，研究其损伤的生物力学机制。方法：根据人体下颌骨的螺旋CT扫描图像，利用三维重建、图像处理和网格划分技术，建立人体下颌骨的三维有限元模型。根据颞下颌关节的解剖结构及其力学特点，将已建立的下颌骨模型通过关节和经过修改的HYBRIDⅢ假人头部模型相连接，从而建立活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合的人体头部有限元模型，对下颌骨进行初步边界约束。模拟计算此模型在下颌骨正中撞击正前方刚体试验。结果：下颌骨正中撞击正前方刚体，下颌骨会以颢下颌关节为轴向后轻微滑动，因而应力上升过程中有一回落，此处为滑动力。应力沿下颌骨外斜线向升支和颞下颌关节传递，髁突及髁突颈部应力有明显集中。骨结构的横截面积陡然减小的区域出现应力集中。在喙突(颞肌)边界约束条件下，喙突应力亦有一定改变。结论：髁突及髁突颈部相对于下颌骨体其骨结构的横截面积陡然减小，同时下颌骨以髁突为轴向后轻微滑动，造成此处较强的应力有集中。从理论上，这可能是下颌骨撞击损伤的生物力学机制之一。由于将活体下颌骨与HYBRIDⅢ假人头结合，有助于对下颌骨进行边界约束。     

人下颌骨及颞下颌关节不同受力模型的有限元分析

目的 分析人下颌骨及颞下颌关节两种不同力学模型有限元模拟的结果.方法 通过CT扫描建立包含密质骨、松质骨的完整人下颌骨三维模型,将所获得的三维模型在ICEM CFD软件中划分网格.在建立的网格模型基础上,对前牙咬合的下颌骨分别建立被动肌力加载和主动肌力加载两种生物力学模型,计算并比较其应力分布.结果 两个模型中的应力分布有明显区别.被动肌力加载模型中,应力主要分布于下颌角、磨牙后三角、下颌切迹以及咬合点附近牙冠.主动肌力加载模型中,应力主要分布于髁状突顶点和颈部、下颌角、磨牙后三角以及咬合点附近牙冠.两者的应力分布有一定相似之处,但在髁状突处则有很大不同,这是由于两种模型下髁状突顶点反力的大小悬殊.结论 主动肌力加载模型更接近下颌骨及颞下颌关节的实际受力状态,主动肌力加载模型为前牙咬合下颌骨的合理生物力学模型.     

下颌骨在撞击载荷作用下的应力分布

目的：探讨撞击载荷作用时下颌骨不同结构的应力分布规律、应力集中区域,为研究下颌骨撞击损伤的生物力学机制提供参考依据．方法：建立下颌骨三维有限元模型,在人尸体下颌骨撞击实验的基础上,分析下颌骨不同结构的受力规律．结果：①撞击颏部,其舌侧区,磨牙后区内侧面、髁状突颈外表面以及下颌角外表面具有较高的张应力;②撞击下颌体部,颏部舌侧区,对倒磨牙后区内侧面、对侧下颌角外表面、撞击侧下颌角外侧面、撞击侧体部内侧面具有较高的张应力;③撞击下颌角,其内侧面、撞击侧髁状突颈内侧面、颏部舌侧面、对侧髁状突颈外表面以及撞击侧磨牙后区内侧面具有较高的张应力．结论：下颌角、髁状突颈部、下颌体部、磨牙后区是下颌骨撞击损伤的好发部位,骨折部位与撞击部位间有一定相关关系．     

夹板对关节重建术后患者下颌骨应力分布的影响

目的:探讨夹板对关节重建术术后辅助治疗的生物力学作用机制。方法:采用螺旋CT断层扫描技术与三维有限元应力分析方法相结合,对颞下颌关节紊乱病行关节重建术治疗患者夹板戴前与戴后下颌骨应力分布变化进行定量分析。结果:关节重建术术后患者夹板戴前与戴后下颌骨应力分布特征发生改变,两者应力大小、性质均有差别。戴夹板后两侧下颌骨应力大小均降低,以手术侧髁突应力降低最为明显,应力对称性指标D值有升有降,但以非对称性区域缩小、对称性改善为主。结论:夹板具有明显降低包括髁突在内的关节重建术后下颌骨应力的作用,使颞下颌关节(TMJ)在适当的压力下进行愈合和修复;夹板可使关节重建术后手术侧髁突表面应力降低更明显,既减轻了术侧关节压力,又使双侧TMJ承受负荷趋向平衡、对称     

间接性颞下颌关节损伤的研究进展

颞下颌关节（tempommandibular joint,TMJ）损伤根据外力的作用方式、部位可分为直接性损伤和间接性损伤。间接性TMJ损伤是指由于口腔颌面部外伤,特别是下颌骨颏部在遭受暴力时,外力通过下颌升支的传导使髁状突和颞下凹之间产生压力,导致TMJ软组织和硬组织受损。     

Forsus与Ⅱ类牵引矫治下颌后缩的力系仿真分析及对比研究

目的:构建具有一定粘弹塑性的矫治下颌后缩的三维有限元模型,对比研究Forsus与Ⅱ类牵引两种不同矫治方式矫治下颌后缩对下颌骨旋转和前移趋势的影响,为临床应用提供一定的参考。方法:在前期构建的三维有限元模型基础上,分别模拟25°加载角度下Forsus与Ⅱ类牵引分别矫治下颌后缩所引起的"下颌骨-颞下颌关节"的应力、位移变化和旋转趋势。结果:Forsus与Ⅱ类牵引25°加载角度下最大位移都发生在颏部,分别为5.206 mm和5.483 mm。Forsus加载应力较大值在髁突颈,为1.334 Mpa,Ⅱ类牵引加载髁突颈最大压应力为1.167 MPa。结论:Forsus与Ⅱ类牵引都是适合矫治下颌后缩的有效方式,值得推广。     

下颌三焦点牵张成骨整复颏部缺损牵张区新生骨生物力学变化

目的研究下颌三焦点牵张成骨整复颏部缺损牵张区新生骨生物力学变化。方法选取4只成年恒河猴,通过下颌前份骨截除术形成颏部正中联合骨缺损。在两侧下颌体部各制备一个输送盘,并用自行研制的多平面牵张装置使双侧输送盘向前内方向缓慢移动并在颏部正中对接以修复颏部骨缺损。牵张结束后16周处死所有动物。通过INSTRON 8874生物力学测试系统分析测定新生骨生物力学性质。结果牵张结束后16周牵张成骨区新生骨与非牵张区下颌骨体部正常骨组织相对照,抗压缩和拉伸最大应变均无明显差异。结论运用三焦点牵张成骨术整复颏部缺损牵张结束后16周牵张成骨区新生骨骨密度接近下颌骨体部正常骨组织,基本满足下颌骨功能需要。     

材料力学性能对人颞下颌关节力三维非线性模拟的影响

比较分析骨性结构和关节盘的材料力学性能对在活性基础上建立的人颞下颌关节（Ｔｅｍｐｏｒｏ－ｍａｎｄｉｂｕｌａｒｊｏｉｎｔ,ＴＭＪ）三维非线性有限元模型模拟ＴＭＪ力的影响。方法利用Ａｕｔｏ－ＣＡＤ软件及螺旋ＣＴ扫描技术与有限元应力分析方法的相结合在活性基础上建立ＴＭＪ三维非线性有元模拟型并比较下颌骨,关节窝和关节盘选用不同材料力学性能时关节内应力的变化。结果骨组织的各种向同性和各向异性特征使组成ＴＭＪ     

模拟腰部推拿手法三维有限元模型分析

目的：应用三维有限元模型研究模拟腰部推拿手法时腰椎内部结构变化。方法：使用ABAQUS6．1有限元软件建立腰椎L4－5有限元模型，分别模拟斜板手法、坐位旋转和牵板手法的条件。结果：模拟手法作用时间椎间盘内髓核内压力坐位旋围手法最高，牵扳手法最低为负值。三种手法小关节合力无明显差别；斜扳手法和坐位旋转手法外层纤维环应力最大，牵扳手法内层纤维环应力最大，三种手法在椎间盘的后外侧均有位移。结论：应用三维有限元模型可以很好的模拟各种腰部推拿手法的状态，并可以得到与生物力学实验基本一致的结果。     

成年杂种犬颞下颌关节三维有限元模型的建立

建立正中咬合最大咀嚼肌力作用下成年杂种犬正常及颞下颌关节不同手术后下颌骨的三维有限元模型。采用三维影像重建技术和三维有限元分析方法，结果显示：下颌骨螺旋ＣＴ和有限元模型三维重建影像的几何相似性良好，形态还原性较理想；三维有限元模型网格划分准确合理，加载方式符合生理状况，比较真实地反映和模拟了功能状态下颞下颌关节与Ｈｅ的受力情况。此建模方法可行有效，为分析成年杂种犬颞下颌关节在各种状况下的生物力学行     

胸腰段三维有限元模型的建立

目的：研究建立胸腰段活动节段三维有限元的模型.方法：选取一具正常人体T10～S1节段标本为研究对象,通过CT扫描获取脊柱的二维图像,然后进行三维重建,转化为有限元几何模型.通过有限元方法,将脊柱几何模型网格化转变为T10～L3活动节段有限元模型,然后应用ANSYS6.0软件对模型在轴向载荷状态下进行应力分析.结果：建立T10～L3活动节段的有限元模型,并分析了轴向载荷下T12～L1节段不同组成部分的应力分布.结论：为胸腰段活动节段三维有限元模型的建立提供了一种简便、精确的方法,为分析和研究该模型在各种情况下的生物力学表现创造了条件.     

不同材料套筒冠基牙长轴位移及应力分析

目的研究使用套筒冠义齿修复游离缺失,套筒冠义齿受载时基牙长轴的位移及应力分布情况。方法采用螺旋CT扫描、自编程序和ANSYS软件建立起精确的下颌骨三维有限元模型,并对内层冠赋予不同材料的性质,在基牙上进行加载,分析基牙长轴的位移及主应力的分布情况。结果不同材料所组成的套筒冠,受载后位移和应力分布差异没有统计学意义。套筒冠义齿受载时基牙总体沿长轴方向移动。主拉应力较均匀地分布于两个基牙,最大主压应力分布在第二磨牙的远中颈部。结论套筒冠义齿受载时,基牙总体沿长轴方向移位,应力分布均匀,较好地保护了基牙。     

下颌骨三维有限元模型分析模拟咬合创伤对髁突的力学影响

目的 建立下颌骨的三维有限元模型, 模拟可导致咬合创伤的异常咬合力, 研究对髁突力学影响及位移变化, 为临床研究TMD与咬合创伤提供实验证据.方法 选咬合关系正常的男性志愿者, CBCT扫描后得到DICOM数据, 髁突顶作约束设计, 经划分网格生成有限元模型.工况一:左侧下颌第1磨牙不咬合接触面垂直加载不同负荷;工况二在同一模型上设计颊侧方向不同负荷, 研究不同工况下左侧髁突处应力分布变化的规律.结果建立了下颌骨的三维有限元模型, 随着载荷的成倍数增加, 髁突受力范围一致, 但张力和应力也成倍数增加.然后模拟咬合创伤条件下相同牙位施加相同载荷后, 应力较垂直负荷时变大, 髁突位移距离也增加, 结论形成咬合创伤的异常咬合力, 可影响髁突的力学传导, 导致髁突的病理性改变.     

大鼠磨牙三维有限元模型的建立

目的 :建立大鼠磨牙的三维有限元模型 ,探讨牙及牙周组织的应力分布状况。方法 :采用Sprague Dawley大鼠 2 0只 ,建立大鼠磨牙正畸移动的动物模型 ,制作大鼠上颌第一磨牙牙周连续切片 ;采用计算机技术 ,重建牙及牙周组织三维形态、结构 ,并建立其三维有限元模型。结果 :组织切片的应力分布显示牙周膜是一种存在于两种硬组织之间的软组织 ,有其特有的应力分布状态。结论 :本研究建立的正畸大鼠磨牙三维有限元模型是观察正畸牙移动过程中分析应力的一种简便、准确、可靠的模型及方法。     

锁骨三维有限元模型的建立及生物力学分析

目的:建立正常锁骨有限元模型,并模拟锁骨轴向受力状态下应力分布及应变特征,为锁骨的生物力学研究提供数值分析模型.方法:通过CT扫面正常成年男性右侧锁骨,获得连续断层图片,导入Simpleware医学建模软件生成实体模型后,应用通用有限元分析软件ANSYS 10.0,进行网格划分、材料属性赋值生成有限元模型.约束边界条件,模拟锁骨轴向受力状态进行加载,得出锁骨有限元模型上的应力分布与应变结果.结果:建立的锁骨有限元模型节点共62 182个、四面体单元40 878个.锁骨在轴向载荷状态下应力集中主要位干锁骨干中1/3区域,且下表面应力集中现象较上表面明显.结论:应力分析结果解释了锁骨骨折好发于中1/3的原因,并且发现主要应力集中于下表面,锁骨产生断裂的弯矩位于冠状面,提示临床内固定治疗锁骨中段骨折时,钢板放置于上表面能有效抵抗产生的弯矩,避免内固定失败.有限元分析法可较好分析锁骨的生物力学特点.