上颌前方牵引方向的有限元分析

目的:建立并使用上颌发育不足三维有限元模型,研究不同前方牵引方向对颅上颌复合体的影响,以期为上颌前方牵引的临床应用提供理论依据.方法:选择1名9岁上颌骨发育不足女性志愿者,采用螺旋CT扫描、数据传输与转录、Mimics10.0软件建立颅上颌复合体的三维有限元模型,利用ANSYS10.0软件,在上颌尖牙处施加与水平面呈-20°～50°的前方牵引力,大小为5N,分析颅上颌复合体的位移变化和内部应力分布.结果:垂直方向上,当牵引角度为-20°～30°时,颅上颌复合体呈逆时针旋转,且随着角度的增加而减小;30°～40°时,垂直向位移为零;≥40°时,颅上颌复合体顺时针旋转,且随角度的增加而增加.水平方向上,牵引角度在-20°～50°时,颅上颌复合体前移,且随着角度增加而减小:0°位移最大.近中方向上:颅上颌复合体及上颌牙弓有向近中位移的趋势,且随牵引角度增大而减小.随着角度的增大,最大主应力呈现递增趋势,范式应力先减后增;当牵引角度大于10°时,最大主应力和范式应力均递增,且递增速度较快.结论:当上颌前方牵引角度与水平面呈30°～40°时,颅上颌复合体平动;大于此范围,可能出现深覆(牙合),反之有开(牙合)的风险.牵引角度越大,颅上颌复合体前移量越小,应力越大.     

上颌前牵引联合扩弓对唇腭裂植骨患者上颌骨影响的有限元分析

目的:探讨唇腭裂患者牙槽突裂植骨前、后上颌对前牵引联合扩弓的生物力学变化特点,研究植骨前、后上颌前牵引联合扩弓对唇腭裂颅上颌复合体的影响,为临床上应用前牵引治疗唇腭裂患者上颌发育不足提供理论依据。方法:采用三维有限元方法,在已建立的完全性唇腭裂上颌复合体有限元模型中模拟植骨,用Ansys12.0软件,分别对植骨前后的模型在双侧上颌尖牙牙槽骨处施加与平面成30°的力,大小为5N/侧。同时,在双侧上颌第一前磨牙和第一磨牙上各加载5mm的横向水平位移,模拟临床上上颌前牵引方式以及扩弓器的作用对其进行前牵引联合扩弓,分析其生物力学变化。结果:在相同前牵引力作用下,植骨后,上颌复合体患侧、健侧的位移分布较植骨前均匀。无论是植骨前还是植骨后,在前牵引联合扩弓的作用下,患侧健侧各标志点的位移值较不扩弓时均增大,各骨缝的应力值显著大于前牵引力单独作用下骨缝的应力值。结论:对完全性唇腭裂患者而言,上颌前牵引联合上颌扩弓治疗,有利于获得更好的前牵引效果。若配合植骨术,则可使上颌前牵引矫治力分布趋于均匀。     

单侧完全性唇腭裂植骨患者上颌前牵引矫治的有限元分析

目的:探讨唇腭裂患者牙槽突裂植骨前、后上颌骨前牵引的生物力学变化特点,研究植骨前、后以及植骨区吸收时前牵引对唇腭裂颅上颌复合体的影响,为临床上应用前牵引治疗唇腭裂患者上颌发育不足提供理论依据。方法:采用三维有限元方法,在已建立的唇腭裂上颌复合体有限元模型中模拟植骨及植骨吸收,利用Ansys12.0软件,分别对各个模型在双侧上颌尖牙牙槽骨处施加与平面呈30°的牵引力,大小为每侧5N(约500g),模拟临床上的上颌前牵引,分析其生物力学变化情况。结果:相同加载条件下,植骨前患侧的水平位移显著大于健侧,且患侧与健侧骨缝的应力分布不均匀。植骨后,患侧与健侧的位移差值减小,患侧与健侧骨缝的应力分布趋于更均匀。在所观察的骨缝中,应力最大值出现在翼腭缝,其次为颧颞缝、颧颌缝和颧额缝。结论:植骨前对上颌骨进行前牵引,裂隙有扩大化趋势;植骨有利于上颌前牵引矫治力分布更均匀,健、患侧位移变化趋于接近;且植骨不吸收时,上颌前牵引效果最佳。在模拟植骨发生吸收的几种情况中,植骨区上方发生吸收的上颌前牵引效果比植骨区下方发生吸收的前牵引效果差。     

2种前方牵引装置前牵引唇腭裂患者上颌骨的三维有限元分析

目的:建立含微钛板支抗和牙支持式前牵引装置的唇腭裂颅上颌复合体三维有限元模型,探讨其前牵引生物力学效应.方法:选取1例恒牙早期唇腭裂男性志愿者,进行锥形束CT(cone beam CT,CBCT)扫描,构建模型,模拟加力,分析位移变化及应力分布.结果:建立了含微钛板支抗和牙支持式前牵引装置的单、双侧唇腭裂颅上颌复合体三维有限元模型.前牵引时,上牙弓内缩;微钛板支抗模型上颌中上部位移量大于牙支持式模型,后者上颌前部及上尖牙位移量大于前者.微钛板支抗模型应力集中于上颌骨中上部,牙支持式模型的应力集中在上颌尖牙点,且前者应力值及分布范围均大于后者.双侧唇腭裂模型上前牙牙槽嵴处位移小于单侧唇腭裂模型,后者患侧位移和应力分布范围均大于健侧.结论:本研究构建的模型生物力学仿真性好,为唇腭裂上颌骨前牵引治疗的生物力学研究提供了良好的实验载体.微钛板支抗上颌骨前牵引以骨性作用为主,牙支持式上颌骨前牵引以牙性作用为主,前者更有利于效果稳定和侧貌改善.     

后牵引矫形力的方向对鼻上颌复合体内部位移和应力的影响

目的　探讨后牵引矫形力的方向与鼻上颌复合体内部位移和应力的关系。方法　采用三维有限元法测量受不同方向的后牵引力的鼻上颌复合体三维有限元模型。结果　牵引角度为 +30°、0°、- 30°时 ,上颌骨呈顺时针旋转 ,旋转的量逐渐增大。结论　应力是组织学改建的始动因素 ,本研究的结果也为组织学提供了理论依据。     

唇腭裂上颌前段牵张成骨的三维有限元分析

目的:应用有限元方法获得唇腭裂患者牙槽突裂植骨区不同骨吸收情况下颅上颌复合体对上颌前段牵张成骨的生物力学特性,为临床应用上颌前段牵张成骨纠正唇腭裂继发上颌发育不足提供理论依据。方法:采用三维有限元法,建立单侧完全性唇腭裂患者颅上颌复合体模型,模拟上颌骨前段截骨、牙槽突裂植骨及骨吸收,选取双侧第一前磨牙牙颈部节点加载位移6 mm、0.5 mm,分别用于位移规律和应力分布分析。结果:植骨不吸收时,健、患侧矢状前移和上颌骨前段逆时针旋转运动对称性、牙弓形态横向稳定性、植骨区两端高度一致性、骨缝应力分布均匀性最佳;植骨吸收部位越接近下方、吸收量越多时,健、患侧不对称前移、牙弓变形、植骨区台阶越明显。结论:植骨吸收部位越接近下方、吸收量越多时,上颌前段牵张成骨效果越差。     

上颌骨Le Fort I型截骨前后向牵张成骨的三维有限元模型位移趋势的研究

目的:对上颌骨Le Fort I型截骨前后向牵张成骨的三维有限元模型进行位移趋势研究。方法:在已建好的颅上颌复合体三维有限元模型上模拟Le Fort I型截骨前后向牵张成骨加载,对上颌骨复合体各标志点的位移趋势进行研究,并比较三种不同加载方式对颅上颌复合体的影响。结果:上颌Le Fort I型截骨前后向牵张成骨时,除前后向有明显位移趋势外,在横向和垂直向方面上颌结节处还有明显地向外向下的位移趋势,三种不同加载方式对上颌骨复合体各部位的位移趋势无明显差异。结论:上颌骨Le Fort I型截骨前后向牵张成骨时,应尽量注意上颌骨的逆时针旋转以及上颌牙弓的形变。     

上颌后缩畸形Le Fort Ⅰ型截骨牵引的三维有限元模型研究

目的 研究上颌骨牵引延长时上颌骨的应力分布状况,探讨上颌骨牵引器的安放位置与方向的最佳选择。方法 在发育性上颌后缩畸形和腭裂继发上颌后缩畸形的上颌模型上分别加载不同方向及大小的牵引力。分别计算上颌骨最大主应力、最小主应力及颌骨内部的位移情况,并比较两种加载方式对上颌骨内部应力分布的影响。结果 在非腭裂上颌骨,当牵引力方向与正中矢状面平行时,双侧上颌骨前壁应力主要为压应力,但应力较小,当牵引方向与正中矢状而成30°角时,对上颌骨前壁的压应力显著增大;在腭裂继发上颌后缩畸形牵引时,裂隙双侧上颌前壁的压应力显著增大,健侧颌骨的位移显著大于患侧。和牵引方向与矢状面平行时相比较,当腭裂上颌骨斜向牵引时,上颌骨前壁及硬腭的位移均较平行牵引时显著增大;腭裂上颌骨在两种牵引力牵引时均出现上颌前部压应力集中,颌骨内部位移增大,牙槽突裂隙两侧位移增大明显。结论 上颌骨牵引时,应尽量使牵引方向与矢状面平行;在上颌骨牵引时应注意防止上颌牙弓缩窄,牵引阻力增大时应戴(牙合)板至稳定期。     

唇腭裂术后瘢痕与上颌扩弓联合前牵引治疗对上颌骨发育影响比较的有限元研究

目的 比较唇腭裂术后瘢痕与上颌扩弓联合前牵引治疗对上颌骨发育的影响.方法 在原唇腭裂上颌骨有限元模型上,采用ansys软件分组施加工况进行受力分析.第一组:添加唇腭裂术后瘢痕力;第二组:添加唇腭裂术后瘢痕力及上颌扩弓联合前牵引力.结果 两组上颌骨均发生形变,趋势相同,第一组总位移明显大于两组总位移差值.结论 唇腭裂术后...     

骨缝结构对上颌前牵引及横向扩弓的生物力学影响

目的 探讨在上颌前牵引联合横向扩弓作用力下,骨缝结构对单侧唇腭裂(unilateral cleft lip and palate,UCLP)患者颅上颌复合体位移变化和应力分布的影响.方法 选择1例左侧唇腭裂患者进行颅面部CT扫描,利用所得CT扫描数据分别建立一个包含或不包含骨缝结构的颅上颌复合体的三维有限元模型,在腭中缝扩开6 mm情况下,于双侧第一双前磨牙处分别施加一个500 g、与咬合平面呈20°向前下的上颌前牵引力,利用Ansys12.0分析颅面复合体的位移变化和应力分布.结果 建立了含或不含骨缝唇腭裂颅上颌有限元模型;在上颌前牵引联合横向扩弓作用力下,有骨缝和无骨缝模型上颌均发生了明显向前、下的位移,在水平、矢状、垂直三个方向上的位移均有从下至上递减趋势;且唇腭裂侧位移比无唇腭裂侧位移大;有骨缝模型明显比无骨缝模型位移量大.在二力联合作用下,有骨缝模型的骨缝区均同时存在压应力和拉应力,唇腭裂侧骨缝和无唇腭裂侧骨缝的应力分布趋势基本一致,但唇腭裂侧骨缝应力较无唇腭裂侧骨缝应力大.结论 本实验从生物力学角度证实了骨缝在颅上颌复合体生长改良中具有重要意义.     

种植体支抗前牵上颌体的三维有限元分析

目的：探讨对上颌种植体支抗施加不同大小和方向的前牵引力时颅面复合体骨缝处的应力变化。方法：用螺旋 CT扫描安氏Ⅲ类患者颅面部以获取原始二维图像 DICOM数据,建立颅面复合体的三维有限元模型,种植支抗设计在3223间。模拟前牵引力值1～10 N,1 N 递增,方向平行于眶耳平面向前下呈0°～60°,10°递增,两两组合共70种工况。分析各工况下颅面复合体各骨缝处第一主应力及 Von Miese 等效应力分布情况。结果：牵引角度相同力值不同时,各骨缝应力变化规律相同;牵引力值相同角度不同时,不同区间各骨缝应力变化不同。当牵引角度小于30°时,应力变化分析提示上颌体向前生长并向上旋转;等于30°时上颌体出现向前生长;在40°～50°时,上颌体向前生长方向与牵引方向大致相同;大于50°时,上颌体出现向前生长并向下旋转。结论：种植体支抗眶耳平面向前下30°～50°牵引加载力1～10 N 利于上颌体向前生长。     

前方牵引反作用力对颞下颌关节区受力状况影响的有限元研究

目的：建立并使用颅颌面三维有限元模型,研究前方牵引反作用力对颞下颌关节区以及整个下颌骨的应力分布和位移变化状况的影响。方法：选择1例健康成年男性志愿者,采用薄层螺旋CT扫描获取其颅颌面复合体二维图像原始DICOM数据,利用Mimics、Magics、MSC．Marc等图像处理软件建立颅颌面复合体三维有限元模型。利用AN-SYSIO．0软件,在下颌骨颏顶点处施加与耠平面成37。角,大小为5N的力并分析其受力状况。结果：①获得了精确细致的颅颌面复合体三维几何模型,其网格划分准确合理,与重建生物模型的形态相似性好,力学特性体现准确性高。②下颌骨的应力集中区域位于髁突顶部及颈部,髁突表面最大受力区域位于髁突前斜面。上颌骨表面应力集中区域位于关节窝,其中关节窝表面受力最大区域位于关节结节后斜面。③下颌骨的位移图显示位移大小从颏部至髁突逐级递减,其方向与施力方向一致。下颌骨位移变化最大处位于节点力加载部位,髁突部位位移变化量最小。结论：成功建立了包括颞下颌关节在内的颅颌面三维有限元模型,该模型具有很高的精确性,可用于前方牵引反作用力的相关研究。前方牵引反作用力会对颞下颌关节区以及下颌骨的应力分布和位移状况产生影响,但其是否会造成颞下颌关节紊乱还有待进一步研究。     

前方牵引治疗上颌骨发育不足：扩弓组与未扩弓组的疗效比较

目的:比较联合使用前方牵引和上颌快速扩弓与单纯使用前方牵引治疗上颌骨发育不足的临床效果。方法:选择20例9～11岁上颌骨发育不足的儿童,分为2组,A组(10例)在进行前方牵引前快速扩弓1～2周,B组(10例)直接进行前方牵引,两组治疗前及治疗后均拍摄头颅侧位片,以McNamara测量法及传统分析项目进行头影测量分析。结果:(1)两组病例上颌骨及上牙弓前移,前牙反牙合改正,软组织侧貌明显改善。(2)扩弓组下颌骨向后下旋转,侧貌改善更为显著。结论:(1)替牙牙合期进行上颌前方牵引,可有效矫治上颌骨发育不足。(2)上颌前牵引扩弓组产生下颌骨后下旋转,软组织侧貌改善更为显著,对低角病例更为适宜。     

前方牵引矫治器不同力值反作用力的三维有限元分析

目的：通过建立包含颞下颌关节的颅颌面三维有限元模型,模拟前方牵引矫治器反作用力的加力方式,分析其在颞下颌关节区、颌骨的应力分布情况以及对各部位节点位移的影响。方法：选择1名健康男性受试者,通过CT扫描得到颅颌面的二维图像数据,借助Mimics、Magics、MSC等专用软件,采用连续、均质、线性、各向同性的线弹性材料,建立包括颞下颌关节和上、下颌骨的颅颌面三维有限元模型。然后在此基础上,根据前方牵引装置的反作用力原理建立加力模型,即采用与平面成后上方37°的施力方向,于下颌最底部加载3~6 N的力值,采用ANSYS10.0有限元分析软件,测定颞下颌关节区、颌骨的应力分布情况以及各部分位移的变化,并对结果进行分析、归纳和整理。结果：在同一角度下,关节窝和髁突头、颈部应力随加载力的增大而增大,下颌最大应力出现在节点力加载部位颏部,上颌最大应力出现在刚性固定面。同时该模型出现微小的位移变化,颅颌面各部分位移随节点力的增大而增大,颅上颌位移由颅底部和平面向颅顶部逐渐减小,下颌骨的位移由前部到后部逐渐减小,并出现顺时针方向旋转。结论：前方牵引矫治器对颞下颌关节区及颌骨产生反作用力的影响,且随着加载力的增大,其产生的反作用力和形变随之增大。颏部可能出现变形,下颌顺时针方向旋转。     

两种不同扩弓方法结合上颌前方牵引的初步研究

目的探索反复快速扩弓回缩结合上颌前方牵引的可行性和方法,对比上颌单次快速扩弓和反复快速扩弓回缩结合前方牵引治疗的效果。方法选择20例上颌后缩患者,每组10例。A组：上颌单次快速扩弓加前方牵引,B组：上颌反复快速扩弓回缩加前方牵引。对治疗前及前方牵引6个月后的头颅侧位片进行头影测量分析。结果两组病例扩弓并前方牵引6个月后上颌显著前移和逆时针旋转,下颌向后下方旋转,上切牙唇倾、下切牙舌倾。两组间对比：反复扩弓回缩组前方牵引后上颌前移量（A点3．56mm）显著大于单次扩弓组（A点2．12mm）。结论使用上颌反复扩弓回缩结合前方牵引的方法治疗上颌后缩患者是可行的,其对前移上颌的效果优于单次扩弓结合前方牵引治疗。     

上颌前牵引动物模型建立与头影测量分析

目的:建立模拟临床上颌骨前牵引的动物实验模型.方法:生长发育期的家兔16 只,随机分为实验组和对照组.在距上切牙约1 cm的膜龈联合处安置钛合金钉,做为前颌骨标志点.实验组用自制外置式牵引支架牵引上颌,牵引皮圈连接外置支架和切牙冠套上的牵引钩,向前持续弹性牵引30 d,牵引方向与平面呈向下方30°,力值为3.43 N;对照组仅粘固上切牙套冠,不进行牵引.2 组于实验前、后进行模型测量和头颅定位侧位X线片测量.结果:实验组前颌骨平均前移1.89 mm,而对照组为0.11 mm;头影测量分析:实验组较对照组上颌骨前移,未见明显旋转发生;上下切牙均有轻度的唇倾.2 组下颌骨的变化,无统计学差异.结论:用生长发育期兔和自制外置式牵引装置建立的上颌前牵引的动物模型科学、可靠,可以有效地使上颌骨前移.     

上颌前牵引支抗种植体的研制与实验研究

目的设计研制一种用于上颌骨前牵引的新型支抗种植体。方法采用国际标准的钛合金材料按照生物力学原理设计为两段式种植体机械加工制成,植入猴的上颌骨完成牵张实验。结果在所有实验中支抗种植体稳定性良好。结论支抗种植体结构合理、操作简便,克服了以往上颌骨前牵引的不足。     

上颌前牵引中两种口内固位装置的临床对比研究

目的探讨快速扩弓与包绕 垫式口内固位装置结合上颌前牵引矫治的效果差异,为临床治疗提供理论依据和参考。 方法选择23例骨性Ⅲ类上颌后缩患者,分为快速扩弓结合上颌前牵引组（13例）和包绕 垫结合上颌前牵引（10例）。对两组患者治疗前及前牵引后的头颅定位侧位片进行头影测量分析,并进行配对t检验;对两组患者治疗前、前牵引后的差值变化进行组间独立样本t检验。 结果两组患者矫治后均出现SNA增大、ANB减小、下颌骨长度增加、Y-axis、MP/FH、MP/SN、PP/MP、U1-SN增大、前下面高、前面高、后面高增加。这些指标的变化差异有统计学意义。快速扩弓组患者前颅底长、上颌骨长度（Ptm-A）明显增加,下切牙明显舌倾。包绕 垫组患者后颅底长明显增加,面角明显减小,前面高明显增加。两组间对比：S-Ba、NPg-FH变化两组差异有统计学意义（P < 0.05）,其余测量值变化差异无统计学意义（P > 0.05）。 结论使用快速扩弓与包绕 垫加上颌前牵引矫治骨性Ⅲ类上颌后缩患者在临床上是确实可行的,可取得满意的疗效。