转矩作用对微植体矫治力系内收上前牙影响的三维有限元研究

目的研究转矩力的作用对于微植体矫治力系内收上前牙的影响。方法利用MIMICS软件和有限元软件ABAQUS,建立微植体矫治力系的有限元模型,并在该模型上计算分析有无转矩及转矩作用区域对中切牙和侧切牙移动趋势的影响。结果不加转矩时,中切牙和侧切牙都表现出舌向倾斜的趋势。在100g·cm转矩力的作用下,随着转矩作用区域的增大,中切牙的唇向移动趋势逐渐减小,侧切牙由舌向移动逐渐转为唇向移动。结论转矩能够有效改变牙齿的移动方式,如果转矩从中切牙之间开始向两侧远中方向逐渐减少,效果会更好。     

种植体支抗在正畸内收上前牙中的应用效果

目的：评价种植体支抗在正畸内收上前牙中的应用效果。方法将20例上颌前突患者为研究对象,A组采用种植体支抗院采用自攻型微螺钉种植体植入患者的上颌双侧第二前磨牙与第一磨牙根间,应用种植体支抗正畸内收前牙。B组不采用种植体支抗,观察两组的上颌前牙及第一磨牙的位置变化,评价其临床效果。结果A组患者总共植入30枚微螺钉种植体,27枚微螺钉在矫治过程中保持稳定,3枚微螺钉出现松动,经重新植入恢复稳定。20例患者经牙齿矫治后前牙覆牙颌覆盖正常,磨牙关系中性,颌间关系及下颌对颅面关系位置正常,软组织面型得到改善,患者满意。 A组患者矫治后上颌前牙切缘平均内收4.28mm,磨牙平均前移1.24mm。 B组患者上颌前牙切缘平均内收3.76mm,磨牙平均前移2.24mm。 A组采用种植体支抗在正畸内收上前牙效果优于B组。结论种植体作为正畸治疗强支抗,在正畸内收上前牙的矫治过程中取得良好的效果,其具有操作简单、创伤小等优势,支抗效果具有可控性及可靠性,解决了口外支抗依赖患者配合的问题。     

Power Arm在隐形矫治器联合微种植钉整体内收上前牙中的作用

目的 探讨Power Arm在无托槽隐形矫治器(clear aligner,CA)联合微种植体支抗(micro-implant anchorage,MIA)整体内收上前牙中的作用.方法 建立CA联合MIA整体内收上前牙三维有限元模型,在尖牙或尖牙所对应矫治器上加入高6 mm的Power Arm,分析矫治器施力+尖牙15...     

螺距对微植体即刻加载稳定性影响的数值研究

目的 研究口腔正畸微植入支抗螺距对骨界面稳定性的影响。方法 采用三维有限元方法,分别研究了四种螺距(0.3mm、0.5mm、0.7 mm和1.0 mm)微植体在1.47 N横向荷载作用下的微植体-骨界面位移和应力分布。结果 螺距对微植体表面应力分布的影响显著,最大应力值随螺距的减小而减小,而且螺距对颈部和中部位置应力分布的影响不同;随着螺距增大,在颌骨上的位移增大趋势显著,但是对微植体位移分布的影响并不显著。结论 在即可加载条件下,建议临床使用螺距为0.5-0.7mm的微植体作为正畸支抗。     

牙槽突植骨修复对腭裂上颌骨三维有限元模型的力学影响分析

通过对两种腭裂上颌骨模型的加力分析，研究牙槽突植骨手术对腭裂上颌骨模型的生物力学影响。我们采用17岁男性患者头颅CT扫描图像数据建立腭裂上颌骨三维有限元模型，通过叠加植骨块模型形成牙槽突植骨修复后的腭裂上颌骨模型。在上颌骨前端以正常上唇压力数值水平向后加载压力，观察压应力沿上颌骨分布的特点和剪应力及拉应力出现的位置。结果显示，压应力主要沿牙槽突分布，并形成数个应力集中区。植骨后，应力分布趋向均匀化。植骨可以降低由于上颌骨变形而产生的剪应力和牙槽突的向内移位。我们认为，唇裂修复手术后产生的压力可能是使牙槽突产生变形移位的主要原因，压应力沿着牙槽突骨弓传导可能使牙列畸形加重。牙槽突植骨修复可以使应力分布趋向均匀，但是不改变应力的分布特征。     

正畸微植体动态植入过程有限元数值仿真

目的　为研究微植体动态植入过程中周围骨应力分布情况,提出并建立自攻型微植体动态植入有限元模型。方法　利用CBCT数据重建口腔三维实体化模型;利用ABAQUS软件建立种植周围局部模型及微植体三维有限元模型,微植体以40 N轴向推进力,恒定转速0.5 r/s植入颌骨内。结果　成功建立了动态模拟自攻型正畸微植体植入颌骨的三维有限元模型。植入阶段和螺纹位置对骨内应力影响明显。皮质骨最大应力为167 MPa,稳定阶段最大应力为50 MPa;松质骨最大应力为30 MPa。结论　植入阶段和螺纹位置对应力分布影响明显;皮质骨和松质骨内的应力差异明显。可以通过应力特征判断骨质类型,以及种植体周围的骨应力分布情况判断颌骨是否处于合适的种植状态。     

不同加载方式压低上前牙时初始应力在牙体、牙周膜及牙槽骨分布的三维有限元分析

背景：探索最佳的既能有效地压低前牙,又不造成牙齿损伤的加载力值尤为重要。 目的：模拟在上颌侧切牙和尖牙间使用种植支抗对上颌前牙施加压入力时的受力状况,探讨临床上最佳的加载力值及施力方向。 方法：建立上颌前牙段牙齿-牙周膜-矫治系统的三维有限元模型,分析上前牙在不同压低力值及施力方向时牙体、牙周膜及牙槽骨初始应力的分布情况。 结果与结论：同时压低6个上前牙的最佳力值范围在0.5~1.0 N。应力峰值集中区域位于侧切牙的远中颈缘;当施力方向为腭向20°时,牙周膜应力分布相对均匀。即在侧切牙和尖牙间唇侧使用种植钉时,加载0.5~ 1.0 N力的同时配合适当的远中方向牵引力,可对均角型患者达到将上颌前牙整体真性压入的效果,是一种最佳的矫治力系统。     

利用三维有限元分析根尖切除对上颌中切牙生物力学性能的影响

目的研究根尖切除手术后牙体及牙周应力分布的变化以及牙齿的位移,为临床医师实施根尖手术提供数据支持,提高根尖手术治愈率。方法基于Micro CT图像数据建立正常上颌中切牙及其牙周组织的三维有限元模型。在此基础上仿真根尖周炎和根切治疗手术,并建立根尖周炎及不同根切长度(3、4、5、6、7、8 mm)上颌中切牙及其支持组织的三维有限元模型,施加咬合力,通过三维有限元仿真分析,研究术后愈合牙齿的生物力学行为特性,对比分析手术修复的生物力学效果,得到最佳的根尖切除长度。结果根尖切除手术术后,愈合模型降低患牙的应力水平(26.8%)及牙齿动度(7.3%);随着根切长度的增加,根切达8 mm时,牙齿颈部和牙周膜的应力分别增加11.14%和29.27%,牙槽骨的应力增加83.11%,切面形成的新的根尖处应力相较于正常牙齿相同部位整体上升;牙齿沿长轴的位移也逐渐增大,当根切超过5 mm时,位移水平明显增大(18.39%)。结论根尖切除手术对于难治性根尖周炎患牙的生物力学特性有明显改善,建议临床手术中根尖切除长度范围为3～5 mm,冠根比不低于0.84。     

冠外精密附着体对基牙及牙周组织影响的三维有限元分析

我们建立了包括下颌骨和切牙、尖牙、前磨牙的双侧游离末端牙列缺失的三维有限元模型,在此基础上又建立了配带精密附着体义齿的模型,考虑基托与缺牙处牙槽嵴间的接触,比较修复前后基牙及其牙周组织、牙列缺失部位牙槽嵴的von Mises应力。结果表明:精密附着体修复后,基牙及基牙根周牙槽骨的von Mises应力值较修复前无论舌侧、颊侧都有了明显增加,应力集中范围增大;牙列缺失部位的应力也有所增加。     

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。     

上颌前牙区不同种植修复体在不同咬合受力下的三维有限元分析

文题释义：口腔种植修复体：是一种以植入骨组织内的结构为基础来支持、固位上部牙修复体的缺牙修复方式,它包括种植体、固位螺丝、修复基台及上部修复体,故以上各结构良好的生物力学性能决定着种植修复体的长期稳定性。 三维有限元分析：通过单元格划分将连续的模型划分为有限个单元,后期根据研究的需要赋予其不同的材料性能,模拟生物力学环境,计算其所受应力。自1980年运用于口腔医学研究以来,有限元法已涉口腔种植的各个领域,如通过三维有限元法分析螺纹形态、基台角度、植体类型、颈部设计等因素对种植修复体的影响,目前经过国内外学者的大量研究,三维有限元模型的精确度也已得到了较大提升。 背景：在口腔种植修复治疗中,修复因素与咬合因素影响着植体内部结构及植体-骨界面处应力的分布,植体内部结构及植体-骨界面处应力分布是否平衡决定着种植体的长期寿命与周围骨质水平的稳定性。 目的：探讨与分析二氧化锆全瓷冠与钴铬合金烤瓷冠修复体在3种咬合关系中对植体-骨界面处、种植体、修复基台、固位螺丝及修复体内部应力分布的影响。 方法：参照1例上颌中切牙区行种植体植入修复患者的锥形束CT影像资料,运用Mimics17.0软件建立上颌中切牙种植修复体模型,分别构建二氧化锆全瓷冠与钴铬合金烤瓷冠两种三维有限元模型,模拟对刃合、正常合、深覆合3种咬合状况进行加载,分析在2种修复体与3种加载方式影响下种植体内部各结构与种植体-骨界面的应力分布情况。 结果与结论：①在钴铬合金烤瓷冠组中,当咬合关系由对刃合转变为正常合及深覆合时,修复体咬合位点处应力相应增加,而修复基台、种植体边缘及植体-骨界面处的应力减小;正常咬合关系中固位螺丝处的应力较其他两种咬合方式更为集中,等效应力峰值更高。②在二氧化锆全瓷冠组中,当咬合关系由对刃合转变为正常合及深覆合时,修复基台、种植体及种植体-骨界面的应力峰值呈逐渐下降趋势;正常合时修复体咬合位点及固位螺丝处的应力峰值高于其他两种咬合关系。③对刃合时,钴铬合金烤瓷冠组修复体咬合位点处的等效应力峰值略高于二氧化锆全瓷冠组,修复基台、固位螺丝、种植体与种植体-骨界面的等效应力峰值略低于二氧化锆全瓷冠组;正常合时,钴铬合金烤瓷冠组种植体颈部处的等效应力峰值略高于二氧化锆全瓷冠组,修复体、修复基台、固位螺丝、种植体-骨界面的等效应力峰值略低于二氧化锆全瓷冠组;深覆合时,钴铬合金烤瓷冠组修复体咬合位点处及种植体颈部处的等效应力峰值均高于二氧化锆全瓷冠组,修复基台、固位螺丝、种植体-骨界面的等效应力峰值略低于二氧化锆全瓷冠组。④结果表明,咬合关系与上部修复体的不同影响着应力在种植修复体各结构及植体-骨界面的分布,此结论或许能为种植修复体远期并发症的预测提供参考依据。 ORCID: 0000-0001-8522-5337(安尼卡尔•安尼瓦尔) 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     

外旋载荷对骨盆作用机制的三维有限元分析

目的利用骨盆的三维有限元模型研究外旋应力对骨盆的作用机制。方法 1例健康成年男性志愿者进行PET-CT扫描,结果以DICOM格式输出,在PC机上进行三维重建,建立正常骨盆的有限元模型。对模型施加外旋载荷,经计算得到应力、应变及位移云图。结果水平向后加载500N于左侧髂前上棘,应力沿两条途径传导:一条是向内后方经同侧骶髂关节前部至骶骨上部,另一条是向前方经耻骨支、耻骨联合至对侧耻骨;且骨盆前环受力较大。应变以同侧骶髂关节前下方最大,前方的耻骨联合处应变也较大。位移以受力点同侧髂前上棘处最大,同侧髂骨、坐骨及耻骨支位移均较大。结论外旋载荷易造成耻骨支骨折、骶髂关节损伤,或骶骨压缩骨折。     

不同槽沟方向舌侧托槽转矩控制性能三维有限元分析

目的分析不同槽沟方向的舌侧托槽转矩控制性能以及不同弓丝尺寸、材质对其转矩的影响规律。方法建立上颌前牙垂直槽沟及水平槽沟舌侧托槽、3种材质(不锈钢弓丝、β钛丝、镍钛丝)、2种尺寸(0.43 mm×0.56 mm、0.41 mm×0.56 mm)弓丝的有限元模型,对左上颌中切牙施以±20°的转矩加载,分析对比其力学性能。结果随着弓丝弹性模量的增大,不同槽沟方向的舌侧托槽转矩力矩逐渐增大;槽沟方向对舌侧托槽的转矩性能有影响,但小于弓丝尺寸及材质变化带来的影响。相同转矩角度下,垂直槽沟舌侧托槽产生约为水平槽沟舌侧托槽1~2倍的转矩力。弓丝尺寸对两种托槽转矩控制的影响小于弓丝材质,两者协同变化影响最大。结论槽沟方向、弓丝尺寸、材质改变均能影响舌侧托槽转矩控制性能。临床应用中,可以根据所需转矩力大小,对舌侧托槽槽沟方向及弓丝尺寸、材质组合进行选择。     

DamonQ自锁系统中运用双丝技术的转矩力学性能有限元分析

BACKGROUND: In the orthodontic treatment, double wire technique is commonly used to correct the torque of anterior teeth; however, the underlying mechanical mechanisms remain unclear. OBJECTIVE: To study the torque capabilities of DamonQ system through the three-dimensional finite element method. METHODS: Three-dimensional finite element models of Damon Q brackets with different dimension arch wires were established and were grouped according to arch wire with different dimensions. The torque capabilities of Damon Q system with different dimensions and materials arch wire were analyzed. RESULTS AND CONCLUSION: The Damon Q brackets with single or double wires had the same variation of torque, torque angle curve changes under the condition of different size and material arch wires. Torque moment increased gradually with increasing torque angle. Rectangular-round double wires produced larger torque moment compared with single rectangular wire, whereas double round wires produced smaller torque moment compared with single rectangular wire. The torque moment produced by rectangular-round double wires or by single rectangular wire was approximately 2-8 times or 1-5 times more than that by double round wires. The torque moment that rectangular-round double wires produced was larger than that single wire produced in the DamonQ system. In the early clinical practice, we can use double round wires to control root movement. In the middle-term of the treatment, we can use rectangular-round double wires to control root movement as the mild forces produced by them reduce root absorption. This study lays a foundation for the application of Damon Q bracket with double wire technology in the clinic. 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     

踏跳瞬间足后部骨骼的三维有限元分析

目的建立足部三维有限元模型,对足后部骨骼在踏跳中的应力分布进行分析。方法应用CT扫描和CAD/CAM软件处理,建立足后部骨骼三维模型。通过对背跃式跳高踏跳的足底压力测量和逆向肌肉力量计算,确定载荷约束条件,并进行有限元计算。结果获得了踏跳瞬间,跟骨、距骨、舟骨等易损伤部位的生物力学响应和应力分布,发现跟骨后距关节,距骨背面均为应力集中处。结论本研究建立的模型可用于足后部骨骼生物力学研究,为踏跳中的运动损伤力学机理提供数据。     

上颌窦与上颌后牙的位置关系及临床意义

目的为上颌牙种植术等临床口腔外科提供解剖学基础。方法选取新鲜上颌骨标本10例20侧、成人全牙上颌骨标本18例36侧和20名全牙志愿者,分别暴露出上颌窦粘膜、上颌窦与上颌后牙牙根和CT连续扫描后进行三维重建。观察上颌窦的形态及其下壁的骨性和粘膜结构,用游标卡尺和CT三维重建工作站分别测量上颌后牙牙根至上颌窦下壁的距离。结果上颌窦呈三边形或四边形的锥体形腔隙,其下壁常有凸起的骨隔和粘膜隔。上颌磨牙的近中颊根至上颌窦的距离均较舌根、远中颊根近,由近及远依次为近中颊根、舌根和远中颊根。在标本及影像上的第1前磨牙、第2前磨牙、第1磨牙、第2磨牙、第3磨牙牙根至上颌窦下壁的距离分别为(9.30±2.64)mm和(9.50±2.72)mm、(4.50±1.98)mm和(4.60±1.95)mm、(2.02±0.91)mm和(2.18±0.96)mm、(2.06±1.04)mm和(2.26±1.20)mm、(3.74±1.73)mm和(3.82±1.84)mm。结论(1)上颌后牙至上颌窦的距离以第1磨牙最近,由近及远依次为第1磨牙、第2磨牙、第3磨牙、第2前磨牙和第1前磨牙。(2)对选择适宜长度的牙种植体,避免牙种植体误入上颌窦等具有重要意义。     

Three-dimensional analysis of deciduous maxillary anterior teeth using cone-beam computed tomography

The recent introduction of cone-beam computed tomography (CBCT) into the medical field has allowed the nondestructive investigation of internal structures at relatively low cost and radiation exposure. The accuracy of CBCT in both two and three dimensions has been demonstrated, and CBCT has been used successfully for craniofacial anatomy. Knowing the anatomical structure of deciduous teeth is essential for clinical dentistry. However, the root structure of deciduous teeth is rarely reported because of the scarcity of intact deciduous teeth without root resorption. The aim of this study was to evaluate the intact root form of deciduous teeth using CBCT. Data from 38 young children was analyzed using an image-analyzing program. The degree of buccal dilacerations was 26.3° for deciduous maxillary central incisors (DMA), 16.5° for deciduous maxillary lateral incisors (DMB), and 17.5° for deciduous maxillary canines (DMC) in about half of the root length. The crown-to-root ratios were 0.52 for DMA, 0.48 for DMB, and 0.52 for DMC. These data will be helpful for understanding the development of dentition, and for clinical dentistry.     

椎弓根螺钉长度变化对螺钉-骨复合体模型 应力影响的三维有限元分析研究

目的 利用三维有限元模型研究椎弓根螺钉长度变化对生理载荷下螺钉骨复合体模型的应用影响。方法 建立椎弓根螺钉和L1椎体的三维模型,并对其进行网格划分,设置椎弓根钉长度尺寸的变化范围。模拟生理载荷条件下,对不同长度尺寸的椎弓根钉有限元模型进行应力分析。结果椎弓根螺钉长度在30～50 mm范围内变化时,随着螺钉长度的增大,螺钉骨复合体模型的骨质部分承担的应力均减小,而螺钉承担的应力则增加。螺钉最大平均主应变出现在螺钉的尾端,皮质骨发生的最大平均主应力位置出现在螺钉与皮质骨接触面两侧,松质骨发生的最大平均主应力位置出现在螺钉头部与松质骨接触面两侧。当螺钉长度达到50 mm时,载荷力传递到皮质骨和松质骨分别减小了43.1%和42.3%,而螺钉上出现的则增加了38%。当椎弓根螺钉长度大于45 mm时,螺钉骨复合体模型各部分应力变化不明显。结论 椎弓根螺钉长度在30～50 mm范围变化时,在生理载荷下,椎弓根螺钉长度的增大有利于改善螺钉、皮质骨及松质骨上轴向应力的力学分布;只要骨量允许,临床选择椎弓根螺钉的长度应不小于45 mm。