无托槽隐形矫治器整体内收上颌前牙的三维有限元分析

目的:研究无托槽隐形矫治器整体内收上颌前牙过程中上颌前牙所受的应力情况及初始移动规律.方法:采用CBCT扫描已拔除双侧上颌第一前磨牙患者,建立上牙列、牙周膜及牙槽骨的初始复合体模型.激光扫描患者牙冠外形并与初始模型三维重叠建立终模型.应用ANSYS Workbench软件分析安装无托槽隐形矫治器时上颌前牙的应力分布及初始位移趋势.结果:建立了具有高仿真度的上颌复合体三维有限元模型;上颌双侧中切牙及侧切牙初始位移趋势一致,表现为远中舌向倾斜移动,且均有伸长趋势,其牙周膜应力分布与其位移趋势相一致;上颌双侧尖牙表现为远中倾斜移动趋势.结论:无托槽隐形矫治器在整体内收上颌前牙时,上颌前牙均表现为倾斜移动,且有伸长趋势.     

细丝弓技术舌侧内收上颌前牙的三维有限元生物力学分析

目的 建立细丝弓舌侧内收上颌前牙的三维有限元模型,研究不同后倾曲力矩对上颌前牙牙周膜静水压以及初始位移的影响。方法 采用CT扫描法建立包含全牙列头颅的三维几何模型,用Solidworks软件生成舌侧托槽和弓丝的三维几何模型,组装并生成细丝弓舌侧内收上颌前牙的三维有限元模型。在三维有限元计算软件ANSYS中计算当颌间牵引力为0.556 N,后倾曲力矩分别为15、30、45、60、75 Nmm时上颌前牙的初始位移以及牙周膜静水压。结果 上颌中切牙、侧切牙以及尖牙的唇舌侧根尖和颈缘共产生4个应力集中区,并产生远中方向的旋转初始位移和相对压入移动;上颌尖牙牙周膜的静水压应力和初始位移均显著大于中切牙和侧切牙;随着后倾曲力矩的增加,上颌中切牙、侧切牙和尖牙垂直向的初始压入位移和牙周膜静水压应力均逐渐增加。结论 采用细丝弓技术舌侧内收上颌前牙的力系是安全可控的,通过改变弓丝后倾曲力矩的值可以有效控制牙齿移动的方式和移动量。     

舌侧活动翼矫治器联合微种植钉内收上前牙的生物力学研究

目的探讨舌侧活动翼矫治器内收上前牙过程中, 双弓丝体系联合腭中缝微种植钉支抗时, 上颌牙齿的生物力学效应。方法选取1例双颌前突患者的锥形束CT数据, 分别建立单、双弓丝体系;有、无种植钉内收上前牙的4个三维有限元模型。在模型上加力内收上前牙, 分析对比上牙列的初始位移趋势和牙周膜应力分布。结果单、双弓丝体系对比组中, 第一磨牙牙冠的矢状向位移量分别为-3.62E-4 mm、-2.64E-4 mm, 上中切牙冠根位移差值分别为8.64E-3 mm、6.23E-3 mm。联合微种植钉, 第一磨牙牙冠水平向、矢状向、垂直向位移量为6.96E-10 mm、5.46E-10 mm、2.28E-10 mm, 上中切牙冠根位移差为1.20E-2 mm。结论双弓丝体系, 更有利于后牙支抗的保护和前牙转矩的控制。联合微种植钉后, 后牙支抗控制更好, "拱形效应"减弱, 前牙转矩控制相对减弱。     

三维有限元分析唇侧矫治器的位置改变对上前牙组牙阻抗中心的影响

目的:探究唇侧托槽位置改变对上前牙组牙阻抗中心的影响。方法:建立唇侧片段弓内收力系的三维有限元模型,其中模型包括3个不同托槽位置高度的子模型。弓丝设置为刚性体。以上颌中切牙之间的弓丝平面为起点,通过正中矢状面分别施加平行于咬合平面的内收力,每向上0.5 mm增加一组内收力,当上颌前牙切缘中点的位移与根尖的位移比值接近1时,则认为上前牙发生了整体移动,该施力点的方向通过上颌前牙的阻抗中心,从而确定阻抗中心垂直向的高度;以同样方式在上颌前牙组牙的正中矢状面施加垂直压入力,确定阻抗中心矢状向的位置。结果:上颌中切牙唇侧托槽距离切缘4 mm时,阻抗中心位于上中切牙切缘根方18 mm,腭向13 mm;距离切缘5 mm时,阻抗中心的位置位于上中切牙切缘根方16.5 mm,腭向13 mm;距离切缘6 mm时,阻抗中心的位于上中切牙切缘根方17.5 mm,腭向12 mm。结论:唇侧托槽位置高度改变时,内收上前牙体系中的上前牙组牙阻抗中心位置变化较小。     

双钥匙曲整体内收上前牙的三维有限元研究

目的：探讨双钥匙曲整体内收上前牙的过程中不同的加力方式对上颌前牙生物力学效应的影响。方法：采用 CBCT采集患者上颌骨以及上牙列数据信息,利用 Mimics 软件进行三维重建,建立双钥匙曲整体内收上前牙的三维有限元模型;在ANSYS 软件中分别分析①末端回弯、②结扎丝加力以及③结扎丝加力联合双钥匙曲顶部连扎3种工况下上颌前牙的初始位移。结果：从工况1到工况3,矢状方向上：中切牙冠根位移差值由4．19E －03 mm 变为－8．85E －03 mm,表现为舌侧倾斜移动到整体移动后转变为唇侧倾斜移动。而侧切牙冠根位移差由7．99E －03 mm 减小到5．84E －04 mm,尖牙由9．47E －03 mm 变为8．54E －03 mm,显示侧切牙和尖牙由倾斜移动向整体移动转变;垂直方向上：切牙由伸长移动趋势变为压低,而尖牙的压低量也逐渐变大。结论：不同的加力方式上颌前牙的移动趋势不同,结扎丝加力和顶部连扎使前牙趋向于整体移动。     

复合转矩弓丝在内收前牙时牙周组织应力分布三维有限元分析

目的比较平直的0.46mm×0.64mm的不锈钢方丝和复合转矩弓丝(retraction and torque arch)内收前牙,关闭拔牙间隙时上颌4个切牙的位移趋势和牙周组织应力分布。方法运用三维有限元分析,在已建立的模型上进行加载,加载点为托槽中心牙冠表面,复合转矩弓丝对4个切牙施加14N.mm、方向为牙冠唇向、牙根舌向的力矩,计算得到牙周膜应力分布情况。结果在前牙内收时,无论是使用不锈钢方丝还是复合转矩弓丝,牙颈部应力值均最大,其次最大值出现在根尖部。上颌4个切牙有远中移动和舌向移动的趋势,而在使用复合转矩弓丝的情况下,牙周膜最大主应力均比应用平直不锈钢方丝显著减小。结论在前牙内收阶段使用复合转矩弓丝,能显著保持4个前牙的正常唇倾度,前牙接近整体移动,更符合生理移动的要求。     

不同前牙唇倾度及内收压低步距下隐形矫治器作用的比较：三维有限元研究

目的:应用有限元分析法探究使用隐形矫治器治疗不同前牙唇倾度以及不同内收压低移动步距下,以分步法内收前牙的牙齿移动特点。方法:建立使用隐形矫治器分步法内收上颌前牙的有限元模型,依据中切牙及侧切牙的唇倾度分为工况1:U1-SN=105°、工况2:U1-SN=115°、工况3:U1-SN=125°,牙齿移动总步距为0.2 mm,包括沿牙合平面的内收以及沿牙体长轴方向的压低,每组工况以内收量a:0.18 mm、b:0.14 mm、c:0.10 mm进行分组,分析上述不同情况下的牙齿移动特点。结果:在不同前牙唇倾度以及内收模式下,中切牙、侧切牙均表现为牙冠向舌侧、牙根向唇侧的倾斜移动,第二前磨牙至第二磨牙表现为牙冠向近中的倾斜移动。内收步距越大,前牙冠舌向位移量越大,前牙转矩改变量越大,第二前磨牙至第二磨牙牙冠近中移动量越大。结论:无托槽隐形矫治器在内收前牙时引起前牙的舌倾及伸长、后牙的近中倾斜,其移动量与内收步距呈正比,预设计的前牙绝对压低量无法抵消由牙齿内收引起的相对伸长量。     

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目的采用三维有限元法模拟不同方向牵引力内收上前牙,分析前牙位移趋势及应力分布,为临床治疗提供指导。方法研究于2012年在福建医科大学进行。建立唇侧直丝弓矫治器、6个上前牙及其牙周膜和前颌骨的三维有限元模型。模拟在0.48 mm×0.64 mm英寸主弓丝上,以种植钉为支抗、1.47 N矫治力整体内收上前牙,设定前牙区牵引钩为0-6 mm、后牙区种植钉高度分别为8和14 mm。加载后求解,计算出各前牙的位移及牙周膜第一主应力。结果滑动法整体内收上前牙时,牵引钩长度主要影响前牙的矢状向位移方式：牵引钩长度增加至6 mm的过程中,侧切牙在唇舌向上由舌向倾斜运动变为舌向整体平移和舌向控根运动外,中切牙和尖牙的三维位移只有数量的增大,趋势基本保持不变。支抗种植钉高度主要影响前牙垂直向位移：种植钉位置越高,侧切牙的压低位移增大,尖牙的伸长位移减小,即前牙整体压低的趋势更明显。结论种植支抗整体内收前牙时,单纯调整牵引钩长度和支抗种植钉高度难以实现前牙段的整体内收,有必要对前牙段增加适当的垂直向压低力量。     

上颌前牙段阻抗中心的三维有限元研究

目的:采用三维有限元法建立上颌前牙模型,并研究其阻抗中心的垂直向定位.方法:在ANSYS8.1软件中建立6个上前牙及前颌骨的三维有限元模型,以2mm×2mm的不锈钢唇弓紧密固定6个上前牙,对其双侧施加150g水平向后牵引力,施力的高度分别为2～14mm,经求解得出模型内各节点的三维位移和应力分布趋势.结果:上前牙的位移和应力分布趋势随着水平向后牵引力的高度增加而变化.切牙的唇舌向位移由冠舌向倾斜逐渐变为舌向整体移动和舌向控根移动,尖牙则以冠舌向倾斜位移为主;前牙位移量随牵引力高度增加而增大,但位移趋势较为稳定;牙周膜应力分布与其位移趋势一致.牵引钩长度为10mm时,6个前牙的舌向位移和牙周膜的应力分布最为均匀.结论:标准大小的上颌6个前牙的阻抗中心垂直向上位于中切牙切缘龈方14mm左右.     

J钩高位牵引压低并内收上颌前牙的三维有限元分析

目的 利用三维有限元方法探讨J钩高位牵引辅助压低并内收上颌前牙的生物力学机制,以期为临床治疗提供参考.方法 在ANSYS 14.0软件中建立包括上颌牙列、牙周膜、直丝弓矫治器及上颌骨的三维有限元模型.模拟J钩施加1.5 N力量压低内收上前牙,A组加载于侧切牙近中,B组加载于侧切牙远中.牵引方向与矢状面保持30°不变、与(牙合)平面的角度在20°～ 60°之间,每间隔5°设置1种工况,两组共18种工况.分析上前牙位移及牙周膜应力情况.结果 随着牵引角度增大,上前牙位移趋势逐渐由舌向移动为主伴压低的顺时针旋转移动,变为整体压低、内收移动,最后变为压低伴唇向倾斜的逆时针旋转移动.在侧切牙近中以35°加载或在侧切牙远中以45°加载时,上前牙出现相对均匀一致的整体压低、内收移动,整体无旋转的趋势.结论 对于唇倾度正常的上颌前牙,J钩高位牵引加载于侧切牙近中更有利于前牙的整体压低和内收,临床上应根据个体情况和治疗目标调整牵引角度.