牙尖交错位紧咬时颞下颌关节接触特征及应力分布的三维有限元研究

目的研究正常人牙尖交错位紧咬时颞下颌关节的接触特征及应力分布情况。方法建立颞下颌关节三维有限元模型,在Marc软件中定义髁突、关节盘和关节窝三者间的接触关系,运用接触模式,采用自动探测的方法求解有限元分析软件。结果牙尖交错位紧咬时,关节盘后带与双板区的交界处和髁突的后斜面首先发生接触,随后髁突的顶部、内侧面与关节盘的后带,髁突的前斜面与关节盘的中间带也发生接触。同一矢状面上Von Mises应力平均值的大小依次为:髁突>关节盘腹面>关节盘背面>关节窝。结论Marc所提供的接触分析模块能较为真实地反映牙尖交错位紧咬时颞下颌关节的接触特征;颞下颌关节各结构通过相互接触及关节盘的缓冲使应力分散和传递,反映颞下颌关节各解剖结构与生理功能之间具有良好的适应性。     

正常颞下颌关节应力分布的三维有限元研究

目的:探讨正常人牙尖交错位紧咬牙时颞下颌关节内的应力分布情况,了解生理状况下TMJ生物力学特点。方法:应用ANSYS 6.1对以往研究所建正常颞下颌关节三维有限元模型进行分析。加载情况接近正常生理。由ANSYS 6.1进行求解。在后处理器中研究分析应力分布与形变。结果:正常人牙尖交错位紧咬牙时颞下颌关节内拉压应力并存,存在剪切应力,分布较均匀,无特别明显应力集中表现。髁突前斜面等效应力值高于后斜面,而前斜面外侧区的应力值又明显高于内侧、中间区。关节盘腹面平均应力值大于背面,且背面应力分布较腹面均匀。腹面应力分布,外侧区最高,最大应力值0.244位于后带与双板区交界处;后带与中间带差别不大,但都明显大于前带。关节盘的变形量明显大于髁突及颞骨关节窝。颞骨关节窝前部即关节结节后斜面等效应力较大。结论:正常牙尖交错位紧咬牙时颞下颌关节内的应力分布,与髁突、关节盘、颞骨关节窝的解剖生理之间,具有良好的功能适应性。     

不可复性关节盘前移位的颞下颌关节系统生物力学研究

目的：研究构建病理状态下的颞下颌关节系统三维有限元模型并进行力学分析,探讨不可复关节盘前移位后颞下颌关节系统的应力分布情况。方法：利用CT和MRI扫描,通过Mimics和Geomagic软件平台,构建病理状态下的颞下颌关节系统三维模型,并在其基础上进行力学分析。结果：建立了包括上、下颌骨,关节窝、全牙列及关节盘的颞下颌关节系统个体化三维数字模型。力学分析显示．正常关节盘的应力集中在中带外侧部,应力分布较均匀,而当关节盘前移位时,关节盘的中带出现应力集中现象．容易引起该部位关节盘变薄或穿孔：髁突表面应力主要分布在前斜面．而当关节盘前移位时,髁突受力增大．提示该部位易发生退行性变。结论：利用cT和MRI,能够实现对病理状态下的颞下颌关节系统的三维重建．且关节盘移位侧的关节盘、髁突应力峰值均大于正常侧关节。     

翼外肌对可复性颞下颌关节盘前移位的作用机制

目的 分析可复性关节盘移位中翼外肌作用下颞下颌关节的应力分布情况。方法 利用已建立的可复性关节盘前移位颞下颌关节数字化仿真模型,在单纯翼外肌加载下进行生物力学分析。结果 关节盘应力集中于关节盘中间带偏外侧区域;髁突及关节窝应力主要集中于与关节盘相接触的功能面。在颞下颌关节盘的位移分布中,从关节盘前带至关节盘中间带,位移趋势逐渐增大,关节盘中间带与关节盘后带之间出现位移撕裂带,从关节盘中间带至关节盘双板区位移逐渐递减;而颞下颌关节整体位移最大值出现在关节囊前份的翼外肌上头附着区。结论 在可复性关节盘前移位中翼外肌可导致关节盘中间带偏外侧区域的应力集中,可能导致此区域关节盘变薄、穿孔甚至撕裂。     

最大闭口咬合状态下颞下颌关节的接触特征分析

目的研究颞下颌关节在最大闭口咬合状态下的接触方式和应力分布。方法用可视化人体图像数据先建立颞下颌关节的三维实体模型,在Marc中再进行有限元模型的建立,定义髁状突、关节盘、关节窝三者之间的接触关系,观察其接触特征。结果在最大闭口咬合接触下,髁状突先与关节盘后带与双板区交界处发生接触,同时,关节盘相对髁状突作向前滑动,髁突的等效应力值大于关节盘,而关节窝的应力水平最小。结论在最大闭口咬合状态下,关节盘后带与双板区的交界处以及中间带均为重要的应力缓冲区域。     

施佩曲线改变对颞下颌关节应力影响的三维有限元分析

目的 分析施佩曲线深度改变时颞下颌关节应力分布的特点,以期为临床提供参考.方法 采用三维有限元方法,分析施佩曲线深度分别为2.50、0、4.50 mm工况(分别为工况0、1、2)下髁突和关节盘应力的大小和分布特点,并将应力值进行配对样本t检验,分析应力变化的特点.结果 3种T况应力分布规律一致,髁突前斜面和关节盘中间带内表面等效应力较大.髁突表面最大主应力大部分为拉应力,髁突表面最小主应力主要为压应力;关节盘最大主应力主要为拉应力,关节盘最小主应力主要为压应力.髁突前斜面等效应力较大,范围为0.1057～0.2298 MPa,髁突表面最大主应力范围为-0.2243～-0.3738 MPa,髁突表面最小主应力范围为-0.3494～-0.1165 MPa;关节盘内表面综合应力范围为0.1099～0.6880 MPa,关节盘最大主应力范围为-0.3217～0 MPa,关节盘最小主应力范围为-1.2000～0.1000 MPa.工况0和1、工况0和2的髁突、关节盘等效应力值差异均有统计学意义(P＜0.01).结论 施佩曲线深度改变对关节的应力分布规律无影响,髁突前斜面和关节盘中间带是受力的关键部位.施佩曲线深度变化对关节的应力值大小有影响.     

牙齿磨耗后颞下颌关节应力分布的三维有限元研究

目的：计算机模拟牙齿不同程度磨耗、颌垂直距离减小时，三维有限元分析颞下颌关节内的应力分布变化。方法：应用以往研究所建正常颞下颌关节三维有限元模型，分别将下牙列分层删除从上至下1／3、1／2及全部的单元，并改变咀嚼肌加力方向。应用ANSYS6．1分析颞下颌关节内的应力变化。结果：随着磨耗程度的加重，髁状突表面的应力增加较多。关节盘等效应力增加的速度较髁状突、关节窝要大；关节盘的后带后缘，还有关节盘中带、后带的中间、外侧区有应力集中表现；磨耗越重，变形越大，关节盘越薄。颞骨关节窝不但应力值增加，最大应力的位置也由关节结节后斜面向顶部移动。结论：牙齿磨耗可造成颞下颌关节应力的明显增加及特定的应力集中区。     

颞下颌关节结构形态的测量分析

目的 了解颞下颌关节的结构形态,研究咬合运动与关节形态之间的关系,为关节镜手术时确定手术范围以及手术部位与邻近解剖标志之间的关系提供参考。方法 解剖测试7具尸体颞下颌关节髁突和关节窝的大小,前、后斜面斜度,髁突附着关节盘时的斜度,以及关节上腔前后隐窝壁之间的距离和分别至耳屏后缘中点的距离,分析颞下颌关节的结构形态。结果 测量髁突、关节盘、关节窝、关节上腔与邻近解剖标志之间关系的参数值。结论 （1）髁突通过关节盘与关节窝相协调吻合,并增大前斜面斜度,使运动中的髁突在骨性结构不溶的关节窝中趋于稳定;（2）髁突横嵴有一定成角,使髁突在侧向运动中可以与关节窝形成类似点面接触,而具有灵活性;（3）关节上腔前后隐窝壁之间距离,以及与耳屏后缘中点,外耳道软骨的距离,关节窝大小对颞下颌关节内窥镜术者掌握好穿刺深度、范围和方向都是重要的参数;（4）颞下颌关节在人的一生中一直处于不断的改建状态。     

青少年安氏Ⅱ类错牙合畸形戴用AdvanSync功能矫治器时颞下颌关节应力分布有限元分析

目的运用三维有限元法分析AdvanSync矫治器在治疗安氏Ⅱ类青少年错牙合畸形时颞下颌关节的应力分布,探讨颞下颌关节能否在局部刺激作用下发生适应性改建。方法选择一名11岁男性的安氏Ⅱ类1分类错牙合畸形患者为研究志愿者,对其头部行CBCT扫描,通过mimics17等软件建立包含功能矫治器、上颌骨、下颌骨及牙列的3种颌位关系的有限元模型。运用Ansys workbench 15软件对有限元模型进行边界约束,对功能矫治器加载5.7 N的载荷力并进行应力数据分析,观察颞下颌关节应力分布情况。结果建立含有AdvanSync功能矫治器的三维模型;当功能矫治器承受加载力时,颞下颌关节左右侧应力分布基本一致,3种颌位应力值略有差别,应力变化主要表现在髁突。最大主应力集中在髁突颈部、髁突软骨前部,关节盘上腔前带;最小主应力主要集中在髁突顶部,髁突软骨顶部。结论 AdvanSync功能矫治器前导下颌时,髁突及髁突软骨受应力的良性刺激是关节发生适应性改建的基础;关节盘与关节窝受应力影响较小。     

颞下颌关节侧向咬合位与对刃位薄层塑化断面对照研究

目的:对比分析下颌对刃位、侧向咬合位颞下颌关节的运动解剖形态,为颞下颌关节病变提供解剖依据。方法:将8例新鲜尸头摆置成对刃位5例、下颌侧向咬合位3例,以颞下颌关节为中心,切割成8cm×8cm×10cm的标本块,利用生物塑化技术,制成斜矢状位、斜冠状位、轴位塑化断层标本共16套。下颌侧向咬合位工作侧、非工作侧关节形态改变与对刃位相对照。结果:下颌侧向咬合位工作侧,髁突在关节窝内向后、向上、向外移位,关节盘位置无变化,关节盘双板及后带受压;非工作侧,髁突向下、向前、向内侧移位,关节盘后带位置向下移位,无前移位,关节盘中带外侧位居上下关节面之间,明显受压变薄。结论:关节盘并非随髁突作同步同向运动。关节盘在髁突作滑动运动时发生移位;当转动运动、滑动运动复合出现时,关节盘发生移位;而在关节窝内发生的转动运动,关节盘不发生移位。     

Stress distribution in the temporomandibular joint affected by anterior disc displacement: a three-dimensional analytic approach with the finite-element method

The purpose of this study was to investigate the influences of anterior disc displacement on TMJ loading during maximum clenching by use of finite-element analysis. Based on a young human dry skull, an analytic model of the mandible including the TMJ was developed. In addition to the standard model with normal disc-condyle relation, two models were designed to simulate various degrees of anterior disc displacement. In the standard model, compressive stresses were induced in the anterior, middle and lateral areas on the condyle and glenoid fossa, whereas tensile stresses were observed in the posterior and medial regions. In the models with anterior disc displacement, compressive stresses were recognized in all the areas of TMJ components excluding the bilaminar zone. Shear stresses in the articular disc and bilaminar zone significantly increased in most areas. In conclusion, stress distributions in the TMJ with a normal disc position was substantially different from those with anterior disc displacement, suggesting that the progress in disc displacement may have some association with the nature of stress distributions in the TMJ, in the articular disc in particular.     

前伸(牙合)时髁状突运行距离的探讨

目的 :推导切牙合功能时 ,髁状突向前下方运行的距离及生理意义。方法 :通过 5 0例头颈标本作经颞下颌关节区的断层摄影 ,测量影像的关节窝深度和关节窝前壁斜度后 ,结合前牙的覆盖距离 ,用三角公式推导髁状突在下颌前伸功能运动时 ,运行的可能范围。结果 :关节窝前壁平均长约 9mm ,与水平面夹角平均 46.6° ,关节窝前半径宽平均为 6.2mm ,关节窝平均深 6.5mm ;计算获得下颌前伸对刃时 ,髁状突向前下方滑行平均 5 .3mm的距离。结论 :在下颌的前伸功能运动中 ,髁状突的运行范围受限于关节窝前壁的制导作用 ,这对牙合稳定和关节健康有重要的生理意义。     

下颌前方牙齿缺失修复前后对颞下颌关节应力分布影响的三维有限元研究

目的:研究因前牙缺失导致的根尖主应力变化对颞下颌关节(TM J)应力分布的影响。方法:将光弹法测得的正中咬合时各牙合型牙根主应力数据,在三维有限元模型上加载,比较TM J各部应力变化。结果:1)髁突前斜面及所对应的关节软骨和关节盘的中部主要承受压应力,髁突后斜面及关节盘的后部主要承受拉应力。2)前牙5-5缺失可以导致TM J应力明显减小,修复后可有效的消除这种影响。结论:前牙缺失可引起TM J应力变化,有可能进一步导致关节病的发生,应当及时修复。     

Movement of the lateral and medial poles of the working condyle during mastication in patients with unilateral posterior crossbite.

Patients with unilateral posterior crossbite often show reverse sequential jaw movement patterns on the frontal view during mastication on the crossbite side. Recent studies show that such patients are prone to suffer from temporomandibular joint (TMJ) disc displacement, particularly the lateral portion. The purpose of this study was to examine the movement of the lateral and medial poles of the working condyle during mastication in such patients. Subjects were 12 consecutive patients with unilateral posterior crossbites and without TMJ disc displacements and 12 normal subjects. An optoelectronic jaw-tracking system with 6 degrees of freedom was used to record the motion of the lateral and medial poles of the working condyle during mastication of standardized hard, gummy jelly. The data from the first 10 cycles were analyzed. The lateral and medial poles of the condyle on the crossbite side moved more in the medial direction and less in the lateral direction during mastication in the crossbite patients than the condyle in the normal subjects. The lateral pole of the working condyle moved more in the posterior and inferior directions and less in the anterior direction than the medial pole in all subjects. These results suggest that these condylar movements in patients with unilateral posterior crossbites might be related to the susceptibility to TMJ disc displacement, particularly the lateral portion.