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...     

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。     

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。     

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。     

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...     

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。     

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...     

无托槽隐形矫治器与金属托槽矫治器正畸治疗效果的对比分析

目的:探讨定制式无托槽隐形矫治器与金属托槽直丝弓矫治器对正畸患者牙周健康的效果。方法:86例口腔正畸患者采取随机数字表法分为无托槽组与金属托槽组,每组43例。比较两组患者的矫治有效率,倾斜牙扶正时间、扭转牙转正时间以及治疗总时间,牙周健康状况［牙龈指数（GI）、牙龈沟出血指数（GBI）、牙龈沟探测深度（SPD）、菌斑指数（PLI）］与矫治满意度。结果:矫治6个月后,无托槽组总有效率为97.67%,高于金属托槽组的86.04%（P<0.05）。无托槽组完成治疗总时间、扭转牙转正时间以及倾斜牙扶正时间均长于金属托槽组（P<0.05）。矫治后6个月,两组牙周指标GI、SPD比较无统计学意义（P>0.05）;GBI、PLI水平均降低（P<0.05）,且无托槽组显著低于金属托槽组（P<0.05）。矫治后6个月,无托槽组患者主观感受的美观程度、舒适性、咀嚼功能、方便程度、语言功能及固定功能6项的满意度均高于金属托槽组（P<0.05）。结论:定制式无托槽隐形矫治器不仅可以提高正畸有效率,同时改善牙周指标与口腔卫生,降低牙周疾病发生率,提高正畸患者满意度,但是正畸时间相对较长。     

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。     

不同牙弓形态和第二前磨牙缺失对上颌磨牙远移中支抗的影响

背景：无托槽隐形矫治中磨牙远移产生的反作用力会导致支抗牙移位，即支抗丢失。有关牙弓形态和第二前磨牙缺失对支抗的影响尚未见报道。目的：运用有限元分析法研究牙弓形态和第二前磨牙缺失对上颌磨牙远移支抗控制的影响。方法：选取1名成年男性锥形束CT数据，建立上颌骨-上牙列-牙周膜-矩形附件-隐形矫治器模型，双侧上颌第二磨牙设计0.25 mm的远移量，首先，根据第二前磨牙是否缺失分为双侧缺失组与双侧存在组；然后，根据牙弓形态再分为尖圆形、卵圆形、方圆形安氏Ⅱ1和方圆形安氏Ⅱ2牙弓组，共计8组模型。在Ansys软件中计算各组模型支抗牙的位移及牙周膜应力分布。结果与结论：(1)无托槽隐形矫治器远移上颌第二磨牙后，第一磨牙和前磨牙出现近中倾斜伴伸长，前牙唇倾伴压低；(2)双侧第二前磨牙缺失后，各组模型第一磨牙前移量明显上升，而第一前磨牙和前牙前移量均减少；方圆形安氏Ⅱ1牙弓组的前牙唇倾量最少，尖圆形牙弓最多，卵圆形牙弓组与尖圆形牙弓组差异不明显，方圆形安氏Ⅱ2牙弓组略高于方圆形安氏Ⅱ1牙弓组；(3)各组支抗牙牙周膜应力均集中于牙颈部和根尖区，方圆形牙弓组的牙周膜应力水平最低，相较其他组，方圆形牙弓组前牙...     

腰椎矢状面固定角度对相邻节段应力强度影响的实验研究

目的通过体外生物力学实验评价腰椎矢状面固定角度对相邻节段应力强度的影响。方法9具成人新鲜尸体腰椎标本L1～S2用于实验。完整脊柱测试后,在每个标本的L3、4、5用椎弓根螺钉随机顺序地进行矢状面三种角度的固定:①原位(前凸10o);②后凸位(后凸5o);③超前凸位(前凸25o)。每组分别进行加载,记录相邻节段L2/3、L5/S1椎间盘和关节突的应力强度,并加以比较。结果在前屈试验中,所有固定组的相邻节段应力强度均显著高于完整脊柱组(P<0.05),后凸位固定组的应力强度最高。在后伸试验中,后凸位固定的应力强度显著高于其他固定组(P<0.05);但原位固定和超前凸固定组间无显著差异(P>0.05)。侧屈位试验变化规律与后伸试验相似。结论脊柱固定可导致相邻节段的应力强度增加,并且矢状面异常固定角度更破坏其生物力学环境。在腰椎稳定重建同时,应该获得正常腰椎前凸角。     

止鼾器矢向/垂直向比例对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者髁状突应力影响

目的：构建颞下颌关节三维有限元模型，探究下颌骨矢向/垂直向不同比例对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）患者髁状突应力的影响，寻找适合患者的下颌前伸止鼾器矢向/垂直向比例。方法：通过构建OSAHS患者颌面部系统的三维有限元模型，模拟下颌骨不同的前伸量和垂直量，分析髁突的应力分布情况。结果：患者的下颌骨左侧髁突在下颌前伸最大量的64%(7.68 mm)，开口垂向距离为7 mm时所受最大主应力最小；右侧髁突在下颌前伸最大量的66%(7.92 mm)，开口垂向距离为6 mm时所受最大主应力最小。结论：通过对两侧髁突的仿真分析，考虑到左右髁突受力均衡，建议该患者在佩戴下颌前伸止鼾器时下颌矢向位移为最大前伸量的66%，开口垂直距离为6 mm。     

髌骨矢状面截骨术对髌骨倾斜病理应力分布的生物力学影响

目的：研究髌骨矢状面截骨术对髌骨倾斜病理应力分布的影响。方法：采用手术方法将七具新鲜人尸体膝关节标本的髌骨外侧支持带紧缩，造成髌骨过度外侧倾斜，然后进行四个不同截骨角的髌骨矢状面截骨术。股四头肌腱加载200N。分别于正常状态、髌骨倾斜、截骨5°、10°、15°、20°六种工况下，应用压敏片测量髌股关节接触压力与面积。摄屈膝45°Merchant髌骨轴位片，测量髌骨倾斜角，了解髌骨倾斜程度。结果与结论：髌骨倾斜后，髌骨内侧接触面积与压力均减少，外例接触面积与压力均增加，屈膝30°时最显著。截骨10°以上，明显改善了髌骨倾斜的应力分布，其中截骨15°改善较为理想。本实验结果为临床上髌骨矢状面截骨术中截骨角的选择提供了可靠依据。     

矩形附件厚度与位置变化对矫正尖牙扭转的影响#br#

文题释义：附件：在无托槽隐形矫治中为了提高隐形矫治器的固位、更好地控制牙齿三维方向上的移动及支抗设计等,常需要在牙齿上设计及粘接相应的附件,但附件的放置及选择常常仅依靠医生的个人经验及习惯,附件变化对牙齿三维移动的生物力学影响尚有待进一步的研究及证实。 扭转力学：即正畸中的旋转移动,指在正畸治疗过程中牙体围绕其牙体长轴的转动。实验通过将各组矫治器以尖牙牙体长轴为旋转轴,将矫治器远中扭转2°以模拟矫治中的尖牙远中扭转,探讨附件的变化对扭转力学的影响。 背景：临床上采用无托槽隐形矫治器矫治扭转牙时,主要通过联合使用邻面去釉、增加附件及过矫治来提高矫治效率,但附件的选择及放置等仅依靠医师经验和习惯而定,其产生的效果是否不同目前暂无相关报道。 目的：通过三维有限元法探究矩形附件的存在及厚度和放置位置对隐形矫治器矫正左上颌尖牙扭转的影响。 方法：通过离体牙扫描数据分别建立矫治器-附件-尖牙-牙周膜-松质骨-皮质骨(有附件组)与矫治器-尖牙-牙周膜-松质骨-皮质骨(无附件组)有限元模型。其中有附件组中的附件厚度又分为0.5,0.75,1.0,1.5 mm(附件的放置位置、垂直高度、水平宽度和放置方向均设为一致),放置位置又分为近中、远中、合方、正中、龈方5个区域(附件的厚度、垂直高度、水平宽度和放置方向均设为一致)。将各组的矫治器以尖牙牙体长轴(X轴)为旋转中心轴,将矫治器远中扭转2°,在MSC.Marc.Mentat软件中模拟运算,收集各应力、位移分布云图及最大应力、位移值。 结果与结论：①无论是否使用矩形附件,模型最终状态时尖牙均发生了不同程度的顺时针扭转,无附件组与有附件组模型尖牙位移及牙周膜应力分布趋势一致,但有附件组模型中尖牙位移值及牙周膜各种应力值均不同程度的大于无附件组;②随着矩形附件厚度的增加,尖牙的最大位移随之增大,分别为42.94,49.32,52.52,59.39 µm;③当矩形附件放于尖牙牙冠唇面不同位置时,尖牙的最大位移值变化规律为正中与龈方差别不大,但两者均明显大于合方,而近中、远中向的变化不规律;④结果表明,附件的使用不会改变初戴矫治器瞬间尖牙的移动方式,其仅在矫正扭转尖牙时起到了协同作用;附件厚度对矫治器扭转表达有一定的影响,当厚度增大时尖牙所发生的最大位移及牙周膜受力越大;矩形附件在牙冠唇面合、龈方向的粘接位置越靠近牙冠外形高点处,越有利于矫治器对扭转尖牙的控制。 ORCID: 0000-0001-9902-8967(陈周艳) 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     

旋提手法对下颈椎椎体位移影响的体外生物力学特征

背景：明确手法操作时椎体位移有助于揭示其内在生物力学机制,目前尚无研究分析旋提手法时椎体位移情况。目的：观察旋提手法操作中下颈椎椎体位移情况以及不同扳动力对椎体位移的影响。方法：选取7具健康成年男性尸体颈椎标本,应用MTS材料机及夹具在标本上模拟预牵引与不同扳动力(50,150,250 N)的旋提手法操作,并应用运动捕捉系统对C₄-C₇椎体不同位置(右横突、椎体中点、左横突)进行运动学测量,明确预牵引及不同扳动力下的椎体位移。结果与结论：(1)预牵引时：椎体中点与右横突纵向位移量由C₄至C₇逐渐减少(P<0.05),C₄右横突纵向位移量显著大于左横突(P<0.05);(2)扳动时：右横突与椎体中点纵向位移量由C₄到C₇逐渐减小(P<0.05),150,250 N扳动力下的C₄右横突纵向位移量均显著大于左横突(P<0.05);(3)不同扳动力比较：50 N扳动力组的椎体各节段和位置的纵向位移...     

腓骨近端骨折对伸直状态下膝关节应力影响的有限元分析

背景：传统观点认为绝大多数的腓骨近端骨折是不需要固定的，他人和此次研究提示，近端腓骨结构对于膝关节后外侧结构的稳定性具有重要影响，其作用机制值得研究。目的：探讨腓骨近端骨折对于伸直状态膝关节各结构生物力学的影响。方法：运用有限元方法进行仿真生物力学试验。选用1名健康青年男性志愿者膝关节MRI和CT影像数据资料建立伸直状态下的膝关节有限元模型，并模拟4种近端腓骨形态：模型A为完整模型，模型B为腓骨头下以远1 cm骨折模型，模型C为腓骨近端最顶端向远端1 cm的尖端缺损骨折模型，模型D为腓骨近端最顶端向远端2 cm的骨缺损模型。在股骨干上施加纵向集中载荷1 500 N，对比分析膝关节伸直状态下，4种工况下膝关节各个结构最大等效应力、最大第一主应力的分布以及改变趋势。结果与结论：(1)模型A胫骨软骨、半月板外侧室最大等效应力大于内侧；胫骨平台、半月板内侧室最大第一主应力大于外侧；股骨软骨内侧髁最大等效应力大于外侧髁，股骨软骨内侧髁最大第一主应力大于内侧髁；(2)相较于模型A，模型C的软骨、半月板的最大等效应力和最大第一主应力大小以及分布情况无明显差异；(3)相较于模型A，模型B的最大等效应力...     

应力环境对大鼠股骨生长与重建和力学性能的影响

通过创建一种新的动物模型，研究应力环境对生长期大鼠股骨生长与重建，以及对其力学性能的影响，并探讨其作用机理。切断6周大SD大鼠右后肢的坐骨神经，致使其右后肢残废，为废用组；左后肢过度负重，为过载组；正常大鼠为对照组。每天早午晚鼓励动物运动半小时，4周后结束实验观测。测量股骨中段的宏观几何学参数、物理学参数和生物力学参数。实验发现：与对照组相比，实验组股骨的若干几何及物理参数发生了明显变化，表明应力环境可以改变活骨组织的成份和结构并逐渐改变其力学性能。实验结果表明，本研究提出的实验模型实用且可靠。     

骨水泥分布位置与含量对股骨反转子间骨折应力、位移影响的有限元分析

背景：股骨近端防旋髓内钉是治疗骨质疏松性反转子间骨折的首选治疗方案，其中骨水泥增强可减少股骨近端防旋髓内钉切出与切穿的概率，但目前没有相关生物力学研究证明骨水泥的含量及位置对骨折端应力及位移的影响。目的：通过有限元方法分析骨水泥增强型股骨近端防旋髓内钉中骨水泥含量及位置对老年骨质疏松性股骨反转子间骨折应力、应变及位移的影响。方法：采用Mimics软件建立健康成年女性右侧股骨模型，并在Geometric软件中进行光滑处理，利用Solidworks软件分别建立股骨近端防旋髓内钉(无骨水泥、头端球形1 mL骨水泥、头端球形2 mL骨水泥、头端球形3.4 mL骨水泥、螺旋刀片周围圆柱形5 mL骨水泥)5种类型内固定方式及股骨反转子间骨折(AO分型31-A3.1型)模型，装配后，在Ansys软件中比较5种模型内植物的总应力分布、应力峰值及位移。结果与结论：(1)无骨水泥与头端球形1 mL、头端球形2 mL、头端球形3.4 mL、螺旋刀片周围圆柱形5 mL骨水泥增强型股骨近端防旋髓内钉组内植物的应力峰值分别为571.07 MPa(位于螺旋刀片与主钉交界处)，495.45 MPa(位于螺旋刀片与主钉...