滑动法内收下前牙过程中力学行为的有限元分析

目的:模拟临床加载力系统,研究应用种植体内收下前牙过程中,不同方向载荷作用下,牙及弓丝力学行为的变化.方法:建立含有托槽、弓丝、牵引钩、种植体的下牙列及下颌骨有限元模型.连接牵引钩上的点与种植体中心点来确定矫治力的方向,并通过改变牵引钩高度或种植体高度来改变矫治力的作用点和方向.分析计算每组加载力对牙的三维瞬间移动趋势、牙周膜的单元应力、弓丝的节点最大位移.采用SPSS13.0软件包对数据进行统计学分析.结果:经统计学分析,种植体高度及牵引钩高度的变化与各牙角位移及牙周膜应力间均有相关性(P＜0.01),各牙在不同种植体高度,随着牵引钩高度变化而移动.随着牵引钩高度的增加,中切牙、侧切牙的移动趋势逐渐由近中舌侧倾斜变化为近中唇侧倾斜,而尖牙则向远中舌侧倾斜;第二前磨牙向近中舌侧倾斜;第一磨牙的近远中根均表现为远中颊侧倾斜.且远中倾斜角度随着前牙牵引钩高度的增加而减小.全牙弓牙周膜的最大应力始终出现在侧切牙的唇侧根尖1/3处:而尖牙、第一磨牙的牙周膜最大应力分别集中于牙槽嵴顶、根分叉处.结论:在临床治疗中,可通过改变前牙牵引钩的高度来实现前牙内收时的不同移动趋势,种植体支抗可有效控制后牙前移.     

两种常用加力方式对种植钉压低上前牙力学行为影响的三维有限元分析

目的：使用三维有限元法分析种植钉压低上前牙时两种常用加力方式对上前牙力学行为的影响,为正畸临床提供生物力学依据。方法：建立含有托槽、弓丝、上前牙、牙周膜和牙槽骨的三维有限元模型。设定加力方式：方式1：起点为弓丝中点,终点为前鼻棘下。方式2：起点为中切牙与侧切牙间弓丝的中点,终点为与前鼻棘等高的中切牙与侧切牙间牙槽骨。分析牙周膜的主应力分布及牙齿的初始位移。结果：方式2的牙周膜应力分布更均匀。两种加力方式下,上切牙均发生唇倾。加力点两侧的牙齿向加力点倾斜。结论：将种植钉植入中切牙与侧切牙之间施加压低力更为合理。压低过程中需注意前牙转矩的控制,并使用较粗的不锈钢丝作为主弓丝。     

滑动机制关闭拔牙间隙时牙根应力分布有限元分析

目的:分析滑动机制关闭拔牙间隙时牙根的应力分布.方法:应用Dicom标准和Mimics,UG、ceomagic studio图形处理软件结合Deform三维有限元软件对140层、层厚为0.625 mm的下颌牙弓CT断层影像进行处理,建立了包含下颌牙弓全层和正畸矫治器的三维有限元模型,在模型中模拟以与水平方向成0°,30°和45°角的2 N正畸力加载到牙冠.结果:正畸力加载到牙冠时,应力主要集中在牙颈部,并均匀地向牙冠和牙根方向降低.中切牙的根颈部最高应力值0.534 N/mm2,根尖部最高应力值0.215 N/mm2.中切牙最大位移值位于牙冠顶(1.597 μm),最小位移值位于根尖部(0.089μm).结论:2 N的正畸力能使受力的中切牙整体移动,2 N正畸滑动力以与水平方向成0°,30°和45°角加载到牙冠时最高应力集中于牙颈部,因此临床上以此3个角度加载正畸力时,根尖发生吸收的可能性是相同的.     

附件对隐形矫治器内收上前牙影响的三维有限元分析

目的    通过拔除上颌第一前磨牙后前牙内收的隐形矫治三维有限元模型,分析切牙上设置附件对牙齿移动方式的影响。方法    基于1例成年患者颌骨的锥形束CT影像数据,按照切牙上有无附件,构建4组拔除第一前磨牙的上颌隐形矫治模型,分别为切牙无附件组、侧切牙单附件组、中切牙单附件组和双附件组;导入Ansys Workbench三维有限元软件,设置4个上切牙控根压入内收的隐形矫治过程,分析牙列初始位移和附件的应力分布。结果    切牙无附件组及中切牙单附件组均发生4个切牙的舌向倾斜移动,后牙产生不同程度的近中倾斜移动,尖牙近中倾斜伴有伸长;侧切牙单附件组及双附件组切牙呈整体内收压入移动趋势,切牙附件的龈方可观测到压应力集中。结论    隐形矫治内收上前牙时,在侧切牙放置附件有助于切牙整体内收的表达,而中切牙附件对牙移动方式的影响较小。     

拔牙病例隐形矫治器设计的有限元分析

目的 分析隐形矫治器关闭拔牙间隙的力学特征。方法 选取拔除4颗第一前磨牙病例,设计4种隐形矫治方案,包括前牙整体内收、前牙散开内收、后牙近移、后牙散开,关闭第一前磨牙拔牙间隙,分别对其进行有限元分析。结果 前牙内收方式-前牙无间隙时,内收力更均匀作用于前牙,使其整体受到较大的力,后牙需要提供更大的支抗;前牙有间隙时,内收力首先作用于中切牙,且侧切牙和尖牙的内收力略小于中切牙,后牙需提供的支抗也更小。后牙支抗方式-后牙散开且设计近中移动,有助于保护第二前磨牙的支抗,但第一磨牙、第二磨牙可能受到更大的近移力;后牙散开且无移动设计,第二前磨牙承担更多前牙内收的支抗力,可能有更大的近倾风险;后牙不散开且无设计移动,后牙的支抗力分布更加均匀。结论 前牙内收方式选择应基于不同内收方式作用力的差异,还应考虑个体差异和临床实际;后牙移动方式选择需考虑支抗分布,避免后牙近中倾斜导致开;单步设计更小的矫治量能更好地进行轴向控制。     

牙周膜参数设定差异对正畸生物力学有限元分析结果的影响

目的:通过三维有限元分析探究不同牙周膜宽度及弹性模量设定差异对正畸生物力学分析结果的影响。方法:收集1名牙周健康男性志愿者的口扫数据及CBCT影像学资料,逆向工程方法建立第二前磨牙拔除病例的无托槽隐形矫治器三维有限元模型。远移第一前磨牙0.20 mm,分析两种牙周膜弹性模量(0.13 MPa, 0.68 MPa)和两种宽度(0.20 mm, 0.40 mm)设定对牙周膜应力及牙齿位移的影响。结果:全牙列牙周膜弹性模量从0.13 MPa增加到0.68 MPa时,牙齿及牙周膜应力增加,第一前磨牙最大位移降低,远中舌倾度减少27.94%。正畸移动牙齿牙周膜宽度从0.20 mm增加到0.40 mm时,第一前磨牙牙周膜等效应力减小,最大位移增加,远中舌倾度增加19.12%。结论:牙周膜参数设定的改变不会影响牙齿移动方向。全牙列牙周膜弹性模量增加时,牙周膜应力增加,牙齿移动量减小但趋近于整体移动。正畸移动牙牙周膜宽度增加时,正畸移动牙齿位移增大,余牙位移量减少。     

一段式螺旋形种植体有限元应力分析

目的明确一段式单桩螺旋形种植体的长度、直径、强度、结构与应力的关系并指导种植体的设计与运用.方法模型为皮质骨厚度1～2mm,种植体与牙槽骨直接相接触.种植体为单桩一段式圆柱形,规格为4mm×10mm, 3.9mm×10mm, 3.8mm×12mm, 3.8×13mm, 3.7mm×12mm, 3.7×13mm,     

关闭拔牙间隙时配合应用上颌前牙种植体支抗垂直向控制的三维有限元研究

目的:关闭拔牙间隙时配合应用上颌前牙种植体支抗垂直向控制,研究不同压低方式上颌前牙及牙周膜的应力分布及上颌前牙的位移情况.方法:构建三维有限元模型,模拟关闭拔牙间隙时,在上颌前牙区的不同位置配合应用共0.5 N的垂直向压低力,对不同工况下牙齿的应力分布和位移情况进行分析.结果:配合应用上颌前牙种植体支抗垂直向压低力后,...     

上部结构材料对无牙下颌种植固定修复影响的三维有限元分析

目的:通过三维有限元方法探讨上部结构材料对无牙下颌种植固定修复生物力学的影响,为无牙颌修复治疗提供参考。方法:构建无牙下颌种植固定修复三维有限元模型,用6种牙科材料（纯钛、钴铬合金、金合金、氧化锆、聚醚醚酮及碳纤维增强聚醚醚酮）分别对种植上部结构进行赋值,得到6种模型,模拟斜向加载,对种植体、周围骨组织及上部结构进行应...     

牙齿隐形矫治的三维有限元分析

无托槽隐形矫治器是由塑性膜片材料经热压成型装置制作而成,通过其变形后的回弹力产生矫治力,达到矫治牙齿的目的。但是,隐形矫治器产生的矫治力的大小、方向和作用点不明确,不利于临床治疗的开展。利用三维有限元分析法建立牙齿模型,可以研究隐形矫治过程中不同牙齿的受力和移动模式。文章主要介绍三维有限元模型的建立方法和利用三维有限元分析法分析不同牙齿的牙移动模式与受力情况以及附件和矫治器材料对牙齿移动影响等方面的研究进展。     

埋伏牙牙周应力分布的三维有限元分析

目的通过建立埋伏牙的三维有限元模型,分析不同加载力下埋伏牙的牙周应力,从而为临床上正畸牵引治疗埋伏牙提供基础实验依据。方法选取实验模型,进行双螺旋CT扫描,应用Ansys软件建立埋伏牙的三维有限元模型,在建立的埋伏牙三维有限元模型上添加牙周膜模型。对建立的三维有限元模型进行3种工况下的力学加载,分别计算其牙周应力的分布情况。结果加载1即加载力方向与牙体长轴一致时,埋伏牙牙周应力区间较小,最大应力值较小,应力分布比较平均。加载3即加载力方向与牙体长轴垂直时,埋伏牙牙周应力区间较大,最大应力值较大,但应力分布集中于加载指向的一侧。加载2即加载力方向与牙体长轴成45°角时,埋伏牙牙周应力区间和最大应力值中等,牙周应力分布居于二者之间。结论牵引力的方向与牙体长轴一致时,埋伏牙的最大牙周应力较小,分布比较平均,有利于埋伏牙的牵引萌出。牵引力方向与牙体长轴成一定角度时,随着角度的增大,最大牙周应力变大,分布更加集中,不利于埋伏牙的牵引萌出。临床上应根据实际情况选择牵引力的方向,以使埋伏牙最终达到其正常位置。如牵引力方向与牙体长轴成角较大时,应适当增加支抗来抵抗较大的牵引力。     

单个下颌磨牙缺失种植修复的三维有限元分析

目的:分析单个下颌磨牙缺失时不同设计的种植修复的种植体-骨界面的应力分布情况。方法:采用三维有限元法。结果:与单个标准直径种植体修复相比,采用单个大直径种植体或双种植体修复单个缺失下颌磨牙均可使种植体-骨界面应力值大大降低;而采用单个大直径种植体修复单个缺失磨牙时骨界面应力值相对较小,以斜向加载时更为明显。结论:建议临床采用单个大直径种植体或双种植体修复单个缺失下颌磨牙。当颌骨颊舌径足够时,以大直径种植体修复为佳。     

三维有限元法对下颌种植覆盖义齿应力分布的分析

目的：分析种植义齿不同连接方式、即刻载荷式种植义齿、设置缓冲间隙对下颌种植覆盖总义齿应力分布的影响。方法：应用三维有限元法模拟正中开闭口运动中下颌种植覆盖总义齿的受力情况,分析种植义齿不同连接方法、即刻载荷式种植义齿、冲击载荷下缓冲间隙的设置对义齿应力分布的影响。结果：缓冲间隙的设置可以降低种植体内部、种植体软硬组织界面和义齿基托内应力的峰值,最易引起种植体侧方界面骨吸收的压应力峰值降低了约52%。螺丝固定的种植全口固定义齿有助于远期修复效果,即刻载荷式种植义齿初期稳定性尚待研究。结论：螺丝固定的种植全口固定义齿对设置缓冲间隙有利于保护种植体界面软硬组织的健康,防止义齿基托折裂,提高种植义齿的远期成功率。即刻载荷式种植义齿对种植义齿的远期成功率有一定的影响。     

不同高度牙周支持组织的下颌前磨牙三维有限元应力分析

目的：观察不同牙周支持高度的牙齿受力时，牙体内部尤其是牙根的受力的状况。方法：以电子计算机技术建立了包括牙齿、牙周膜、硬骨板、松质骨和皮质骨的下颌前磨牙三维有限元模型。分别删去2层、4层、6层牙周支持组织(分别占牙周支持高度的20%、40%、60％．)产生代表4种不同牙周支持高度的三维有限元模型。分别计算出不同同载荷下不同牙槽骨高度下牙体组织的最大拉应力、最大压应力和Von Mises应力。结果：随着牙槽骨的降低，牙体组织内的最大等效应力和最大压应力都逐渐增大，最大拉应力变化不明显。最大应力部位由牙颌部逐渐移至牙根中部。结论：健康的下颌前磨牙较牙槽骨有吸收的下颌前磨牙更易患楔状缺损。而牙槽骨吸收的下颌前磨牙较止常下颌前磨牙易根折。     

无托槽隐形矫治器联合微种植体内收并压低上前牙的三维有限元分析

目的 运用三维有限元技术研究无托槽隐形矫治器联合微种植体内收并且压低上前牙时,使用不同方式的微种植体牵引的治疗效果差异。 方法 获取患者上颌骨及牙体等锥形束CT数据,使用Mimics、Geomagic、Solidworks和Ansys软件建立所需要的三维有限元模型以及无托槽隐形矫治器。根据微种植体的设计不同,分为4个实验组。第1组为空白对照组;第2组在上颌双侧第二前磨牙和第一磨牙之间各植入一颗微种植体,在双侧尖牙牙套上沿内收方向加0.98 N的力;第3组在第2组基础上,在中切牙之间植入一颗微种植体加力0.98 N压低上前牙;第4组在第2组基础上,在双侧中切牙和侧切牙之间各植入一颗微种植体加力0.56 N压低上前牙。对各组进行受力分析,比较不同位点植入微种植体牵引加力时前牙转矩的改变、运动趋势以及应力分布。 结果 4组中所有上颌切牙皆表现出内收和压低的趋势,且伴有不同程度的转矩改变。第3组上颌中切牙及侧切牙在矢状向冠根位移差最小,第4组上颌中切牙及侧切牙压低值最大,第2组最大应力集中值最大。 结论 将微种植体植入上颌中切牙之间进行牵引更利于转矩控制;而植入上颌中切牙与侧切牙之间并联合前牙垂直牵引时更利于单纯压低,在一定程度上避免了“过山车”效应。     

下颌固定夹板用于牙周病修复治疗的三维有限元模型的建立

目的：建立带有完整牙列的下颌骨及固定牙周夹板的三维有限元模型,为牙周病修复治疗的生物力学研究提供基础。方法：采用螺旋CT扫描,分别应用Mimics8．1、Geomagicstudi08．0、Imageware11．0及MSC．MarcMentat2005等软件建立带有完整牙列的下颌骨几何模型及固定牙周夹板的三维有限元模型,并对所建模型进行可行性分析验证。结果：建成后的固定牙周夹板模型与临床实体组织具有高度的几何相似性、力学相似性,网格质量较好,共包含145493个节点和567790个单元,加载后牙周膜内应力得到重新分布,由牙根颈部至根尖部应力值逐渐降低,呈现明显的梯度变化,应力分布较为合理,反映出该有限元模型的有效性。结论：利用CT扫描技术与数字图像技术和三维有限元的方法相结合,建立的固定牙周夹板的三维有限元模型较真实地模拟了临床实际情况,从而为后续不同种类牙周夹板及其基牙和牙周组织的生物力学研究提供有效平台。