三维有限元法在研究咬合板对髁突表面应力影响中的应用

目的分析5种咬合板对髁突表面应力的影响，为指导临床实践提供理论基础。方法利用下颌骨三维有限元模型，模拟5种咬合板的作用，观察髁状突表面11个区域应力变化情况。结果(1)在各种前牙接触的松弛咬合板作用下，髁突表面应力分布趋势基本相同，仅力值的大小不同；(2)枢轴咬合板对髁突表面产生的应力值均明显低于松弛咬合板。前牙接触的咬合板可增加TNJ负荷；后牙接触的咬合板可降低TNJ负荷；(3)单侧枢轴咬合板作用下，两侧髁突表面应力分布不对称。结论在不同咬合板的作用下，髁状突表面应力的分布不同，各有特点，有一定临床意义。     

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。     

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.     

Forsus矫治力前导下颌有限元仿真及最佳施力角度探讨

目的 研究在Forsus矫治力作用下下颌骨的应力分布情况和位移分布情况,探讨最佳的施力角度,为临床设计新的矫治器提供生物力学基础.方法 选择临床恒牙(牙合)安氏Ⅱ类远中错(牙合)志愿者,运用螺旋CT扫描技术及三维影像技术完成初步重建,利用Abaqus软件建立下颌骨、牙列和弓丝托槽的三维有限元模型,并在此基础上模拟临床Forsus施力部位加载,并设计了 5种不同的计算工况.结果 在5种工况下,弓丝托槽和牙列上的Von Mises等效应力水平相对于下颌骨较高,最大应力出现在弓丝托槽.下颌骨上的应力集中主要位于髁突颈和牙槽嵴部位,下颌骨上最大的Von Mi-ses等效应力出现在髁突颈处,下颌骨最大的位移都基本出现在颏部,髁突颈局部发生了塑性变形.结论 Forsus矫治力的加载角度最好为0°～25°.     

下颌骨个体化钛修复体三维有限元模型的建立及分析

目的：探讨个体化钛修复体修复的下颌骨三维有限元模型的建立及生物力学分析,为以后下颌骨缺损的个体化功能性修复奠定一定基础。方法：在Geomagic Studio软件中模拟正常下颌骨模型的左侧节段缺损（相当于侧切牙、尖牙、第一双尖牙三个牙位）,设计个体化钛修复体加以修复,然后进行三维有限元建模和应力分析。结果：成功建立了个体化钛修复体修复的下颌骨三维有限元模型。力学分析结果显示,应力能通过修复体有效地传导,双侧髁突应力分布在前斜面呈现明显不对称性,修复体的体部和延伸板交界处出现较明显的应力集中。结论：建立的钛修复体修复的下颌骨三维有限元模型及力学分析结果可以为以后钛修复体的结构优化设计提供借鉴和参考。     

有限元分析3种单侧颞颌关节强直治疗手术模型双侧髁突表面应力分布的特点

目的:采用三维有限元法探讨正常咬合时正常下颌骨及3种单侧颞颌关节强直治疗手术模型双侧髁突表面应力分布的特点,为临床颞颌关节强直术式选择提供参考.方法:建立正常下颌骨三维有限元模型及3种单侧颞颌关节强直治疗手术模型,对各模型下颌角区及髁突横嵴中点进行固定约束,以各个模型下颌第一磨牙咬合面为承载面,分别向各模型双侧下颌第一...     

不同程度下颌前伸的三维有限元分析

目的用三维有限元法分析前伸下颌骨的作用机制.方法在建立的包括TMJ的下颌骨三维有限元模型上,模拟下颌前伸:0.8 cm×0.4 cm和0.4 cm×0.2 cm,采用Super SAP(93)非线性有限元分析软件进行计算和分析. 结果:①不同程度的下颌前伸不能改变髁突软骨表面的应力分布趋势,仅改变应力值的大小,即前伸范围越大,应力值也相应增大,即使水平向4 mm和垂直向2 mm的移位亦能产生相当大的Von Mises应力值;② 不同程度的下颌前伸不能改变髁突的前下位移和伴有一定的顺时针向旋转位移趋势;③在下颌前伸时嚼肌深层、颞肌中后束和颈突下颌韧带具有明显的约束作用.结论提示临床咬合重建时下颌前伸距离不宜太大,必要时应分次为宜.     

三种模拟咬合板对髁突表面应力影响的比较

目的比较3种前牙接触咬合板对髁突表面应力的影响，为指导临床实践提供理论基础。方法利用下颌骨三维有限元模型，模拟3种前牙接触咬合板的作用，观察髁突表面11个区域应力变化情况。结果髁突表面应力分布趋势基本相同，仅力的大小不同。即前斜面和嵴顶区为拉应力和压应力并存，而后斜面为只有压应力，没有拉应力。三种情况的最大拉应力均位于髁突前斜面中部，最大压应力均位于嵴顶中部，VonMises应力最大值也位于嵴顶中部区域。结论在各种前牙接触的松弛咬合板作用下，髁突表面应力分布趋势基本相同，仅力值的大小不同。其中引导下颌后移位的前牙斜面咬合板在髁突表面产生的负荷最大，临床应用时应特别谨慎，防止造成TMJ损伤，而引导下颌前移位的前牙斜面咬合板在髁突表面产生的负荷最小。     

两种下颌骨三维有限元建模方法的对比研究

目的探讨直接建模和间接建模方法在下颌骨三维有限元建模中的应用。方法使用相同的序列CT图像,应用直接建模和间接建模方法分别建建立下颌骨的三维有限元模型,采用相同边界条件和载荷进行计算,对计算结果进行分析和比较。结果两模型在峰值载荷时的von Mises应力分布情况一致,直接法模型应力集中区域von Mises应力为87～195 MPa,间接法模型为101～153 MPa;应力集中节点时间-应力曲线近似;两模型下颌骨体部、磨牙后区、髁突颈对应节点应力值差异无统计学意义(P>0.05)。结论两种建模方法各有优势,所建模型都能从整体上反映下颌骨的生物力学特性。     

下颌角骨折坚强内固定生物力学的三维有限元法分析

目的 采用三维有限元法分析下颌角骨折张力带固定与双列小型板内固定的稳定性.方法 选取健康成年志愿者1例,通过三维有限元法建立正常下颌骨模型,建立骨折线,制作内固定系统,并最终建立三维有限元模型,分析前牙咬合、双侧后牙咬合、左侧后牙咬合和右侧后牙咬合四种咬合方法两种内固定最大应力情况及骨折断端相对移位情况.结果 张力带内固定最大应力和双列小型板固定时的最大应力分别集中在钛板中断和钛板上侧的中段.在前牙咬合及骨折对侧后牙咬合时张力带最大应力低于双列小型板固定系统最大应力,张力带内固定前牙咬合及骨折对侧后牙咬合时骨折断端相对移位较大,超过0.15 mm安全移位阈值.结论 三维有限元模型建立下颌角骨折可信度较高,双列小型板固定生物力学分析稳定性高于张力带内固定方法,而张力带内固定治疗下颌角骨折需对患者咬合力的调整进行指导,稳定性也可达到安全范围.     

三维颌骨模型在髁突外脱位治疗中的应用

目的：探讨三维颌骨模型及其模型外科在外伤性髁突外脱位复位治疗中的应用。方法：选取9例下颌骨颏部骨折伴髁突外脱位患者,术前行CT扫描并通过快速成型技术制作三维颌骨模型。分析模型髁突外脱位的情况,进行模型外科操作,复位颏部骨折及髁突外脱位并预制个性化重建钛板。术中利用预制的重建钛板配合颌关系的引导,将颏部骨折复位。结果：9例患者在三维颌骨模型外科指导下完成手术,创口均Ⅰ期愈合,颌关系恢复,术后影像学检查见9例患者髁突均完全复位。术后随访6～28个月,患者最大张口度3.1～4.2 cm（中位数3.3 cm）,颌关系及颌骨运动功能均正常。结论：三维颌骨模型能全面显示颏部骨折和髁突外脱位情况,利用颌骨的三维模型外科作为平台,可以准确塑形颏部重建钛板,在颏部骨折手术复位的同时将髁突外脱位复位,从而在外伤性髁突外脱位复位治疗中起到良好的辅助作用。     

用于全口义齿计算机辅助设计的虚拟半可调(牙合)架

目的:研究用于全口义齿计算机辅助设计(computer aided design,CAD)的虚拟(牙合)架程序,并对一例计算机辅助设计的全口义齿进行虚拟调(牙合).方法:用FARO多用途3D激光扫描测量臂(美国FARO公司)的接触式测量头获取(牙合)架开闭口、前伸和侧方运动轨迹数据.在同一扫描坐标系下,利用该扫描臂上集成的线激光扫描仪获取正中关系位时上、下(牙合)堤唇、颊面三维数据.应用自行开发的全口义齿CAD系统完成一例全口义齿的计算机辅助设计.基于(牙合)堤扫描数据,将(牙合)架运动轨迹数据和全口义齿CAD数字模型整合于同一个坐标系.基于Scoll语言开发(牙合)架三维运动模拟、咬合关系检测和虚拟调(牙合)程序.结果:开发了用于全口义齿CAD数字模型的虚拟半可调(牙合)架程序,该程序能自动检测、记录并用颜色梯度显示咬合早接触区、干扰区,并对目标牙齿进行自动调(牙合).将该程序应用于1例全口义齿CAD数字模型的虚拟调(牙合).结论:该研究基于机械半可调(牙合)架建立了一条虚拟(牙合)架的技术路线,并且对在全口义齿CAD过程中应用可调式(牙合)架进行了初步探讨.     

升高咬合对青春期大鼠髁突软骨改建的影响

目的:探讨升高咬合对青春期大鼠髁突软骨改建的影响.方法:5周龄雄性SD大鼠40只,随机分为对照组和实验组(双侧后牙((牙合))板升高咬合). 实验组与对照组动物分别在 7,14,21及28 d时各取5只大鼠处死. 取其右侧髁突作组织学HE染色观察,并采用计算机辅助图像分析系统对其软骨厚度进行定量分析.结果:实验7, 14 d时,实验组髁突软骨厚度相比对照组变薄,28 d时髁突软骨后部明显增厚(P＜0.05).结论:咬合升高可以引起大鼠髁突软骨的适应性改建.     

肱骨外侧髁骨折的伸肌腱作用机制探讨

目的 采用光学弹性实验及三维有限元计算分析法，研究伸肌腱在不同体位加载下对肱骨外侧髁的应力作用规律，探讨肱骨外侧踝骨折的发生机制及治疗方案。方法 分别制造儿童肱骨三维光学弹性及有限元模型，模拟伸屈肘及前臂旋前、中立、旋后和内外翻等多种体位加载，观察和计算分析相应部位的应力分布状况。结果 各种体位肱骨外侧髁区平均应力值均最大；半屈肘时应力值远大于相应伸肘时，而伸肘时的伸肌腱作用节点应力值却大于外侧髁区；伸肘内翻位有伸肌腱作用力的加载下，肱骨外髁上部为拉应力条纹，内髁上部为压应力条纹。结论 儿童半屈肘位时易发生肱骨外侧髁骨折，而在伸肘内翻位时，以伸肌腱牵拉为主的弯力偶矩可拉脱外侧髁形成骨折；肱骨外侧髁骨折的复位可利用伸肌腱的牵拉作用，而固定则尽量避免伸肌腱的牵拉。     

髁状突再植的临床研究

为了探讨髁状突再植的临床应用价值，对６例不能采用常规手术方法完成骨折复位的髁状突骨折，施行髁状突再植术及随访。术后经临床、Ｘ线检查及牙合力测量，证明所有患者颞下颌关节解剖及咀嚼功能恢复满意，无手术并发症。     

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     

Influence of occlusal splint thickness on the position of mandible

Objective: To investigate the influence of occlusal splint thickness on mandibular movement. Methods: Stabilization occlusal splints of 3, 5 and 7 mm thickness were respectively used during clenching from light contact in intercuspal position and the movement of condyles and incisor point were recorded in 5 healthy subjects. Results :The condyles moved anteriorly and superiorly without wearing occlusal splint. When wearing the occlusal splints the condyles displaced anteriorly and inferiorly. The distance of displacement increased gradually with raising the thickness of splint, though the significant difference was just found in right condyle in superior- inferior movement. The condyles went again on a path of anterior and superior direction when subjects clenched from the displaced position. In right condyle the displacement was significantly greater at 7 mm splint than that at 3 mm splint both in anterior-posterior and inferior-superior direction, while in left condyle only in anterior-posterior direction. Meanwhile, the incisal point movement was larger at 7 mm splint than at 3 mm splint in inferior-superior direction. In tapping movement there were no significant differences in condyle movement between the different thickness of occlusal splint. However, the coefficient of variation in total cycle time was the greatest when wearing the splint of 7 mm. Conclusion: Occlusal splint of 7 mm has greater effect than that of 3 mm on condyle movement, but no obvious difference with occlusal splint of 5 mm. When occlusal splint of 7 mm is inserted, the stability of condyle might be influenced during tapping movement.