人下颌骨枪弹伤有限元仿真及致伤生物力学变化研究

目的:建立人下颌骨三维有限元模型,动态仿真不同入射角度子弹侵彻下颌骨三维模型过程,探讨下颌骨枪弹伤的生物力学变化.方法:将中国数字化可视人体下颌骨数据通过Mimics软件进行三维实体重建,建立人下颌骨三维有限元模型,在LS-DYNA软件中模拟7.62 mm弹丸以不同入射角度致伤下颌骨过程,分析致伤过程中下颌骨生物力学参数变化.结果:(1)建立人下颌骨枪弹伤三维有限元模型,成功模拟不同入射角度7.62 mm弹丸下颌骨的致伤过程;(2)子弹以90°、67.5°入射下颌角时,下颌骨的最大应力位于非撞击侧的下颌角内侧面;而子弹以45°入射下颌角时,下颌骨的最大应力位于撞击侧的下颌角外侧面;(3)下颌骨损伤过程中应力主要集中在下颌角、下颌升支、颏部、髁突颈部,并依次减小.结论:有限元仿真可动态模拟人下颌骨弹丸致伤过程,人下颌骨枪弹伤的生物力学特点是压力波造成各部分应力改变会在下颌角、下颌升支、颏部、髁突颈部等薄弱区域集中,出现传导改变和传导中断,形成较强大的应力梯度.     

不同下颌角成形术后下颌骨受力的三维有限元分析

目的:运用三维有限元方法分析不同下颌角成形术前后下颌骨的应力应变变化.方法:通过螺旋CT扫描及相关软件进行正常下颌骨、下颌角截除术及下颌角区骨外板截除术3 种下颌骨有限元建模,并利用abaqous软件对3 组模型进行应力应变分析.结果:下颌角截除术后:下颌角区的应力明显增加,而应变减少;髁突颈部的应力增加,应变则无明显变化.在下颌角区骨外板截除术后:下颌骨在下颌角及髁突颈部的应力应变均明显增加,且增幅也明显高于下颌角截除术.结论:下颌角成形术可以对下颌骨的应力应变分布产生影响, 其中下颌角区骨外板截除术会更明显的影响髁突颈部及下颌角区域的应力应变分布.     

单侧髁突骨折对下颌骨应力分布的影响

目的 探讨单侧髁突骨折对下颌骨应力分布的影响,用以分析颞下颌关节损伤引起颞下颌关节紊乱病的生物力学机制。方法 采用三维有限元应力分析方法,对模拟正中咬合状态下的健康人及右侧髁突颈部骨折、错位愈合所致颞下颌关节紊乱病患者下颌骨的应力分布特征进行对比、定量分析。结果 该患者两侧下颌骨相对应部位最大、最小主应力大小及性质均有差异。骨折侧下颌骨应力明显大于非骨折侧,呈不对称性应力分布,尤以髁突应力异常最为     

下颌第一磨牙牙合向受力时整体下颌骨应力有限元分析

目的:采用有限元方法分析正常下颌第一磨牙咬合面受力时,下颌骨局部及整体应力变化,为种植牙对的影响提供理论依据。方法:CT扫描1例正常成年人下颌骨,Mimics14.11软件建立下颌骨模型,下颌第一磨牙面给予100 N的垂直力,有限元分析软件ABAQUS6.9-3分析整个下颌骨应力的变化。结果:下颌第一磨牙垂直受力时,下颌第一磨牙周围骨质应力应变最大处为底部偏向颊侧;整个下颌骨受力分析中,应力应变主要集中在受力的下颌第一磨牙处,其次在对侧下颌角位置,应力应变沿着下颌骨外斜线传导至髁突,显示了髁突部分应力应变的变化。结论:采用有限元方法,分析下颌第一磨牙正常咬合力时下颌骨应力应变变化,为下颌第一磨牙种植修复提供生物力学依据,以便获得最佳临床修复效果。     

下颌角稳定型骨折坚强内固定后对髁突影响的有限元分析

目的:分析下颌角稳定型骨折坚强内固定以后对髁突应力分布的影响,探讨下颌角骨折引起颞下颌关节紊乱病的生物力学机制。方法:采用螺旋CT技术、计算机图形图像处理功能、有限元处理分析软件Ansys建立下颌骨正常有限元模型及下颌角骨折有限元模型并模拟坚强内固定,定量对比分析髁突应力分布状况。结果:患侧髁突表面应力分布发生了明显改变,尤以髁突前斜面和嵴顶部最为显著;健侧髁突表面应力分布未发生明显改变。结论:下颌角稳定型骨折在外斜线行坚强内固定后髁突表面应力分布发生了异常改变,破坏了颞下颌关节的生物力学环境,可能是下颌骨损伤后颞下颌关节紊乱病的致病原因之一。     

种植体穿通下颌骨对骨界面应力分布的影响

目的：为了探讨下颌种植牙穿通下颌骨后对骨界面应力分布的影响。方法：采用三维有限元方法,通过单个穿下颌螺旋型种植体的种植,了解穿下颌种植后对骨界面应力分布的影响。结果：穿下颌种植减小了颈周密质骨内的应力,加大了根端侧穿下颌骨下缘处的应力,减小了骨界面的位移。结论：穿下颌种植,改变了骨界面的最大应力分布部位,使最大应力位于根端侧下颌骨下缘处。     

下颌第一磨牙斜向受力时下颌骨的有限元分析

目的：采用有限元方法分析下颌第一磨牙颊舌向45＆#176;受力时,下颌骨局部以及整体应力变化,为寻找下颌第一磨牙的最佳临床修复方法提供生物力学依据。方法：基于CT扫描1例正常的成年人的下颌骨, Mim-ics14.11软件建立下颌骨模型,下颌第一磨牙咬合面给予50N的颊舌向45＆#176;力,有限元分析软件ABAQUS6.9-3分析整个下颌骨应力应变的变化。结果：当下颌第一磨牙颊舌向45＆#176;受力时,下颌第一磨牙周围骨质应力应变最大处为底部偏向颊侧;整个下颌骨受力分析中,应力应变主要集中在受力的下颌第一磨牙处,其次在对侧的下颌角位置,应力应变也沿着下颌骨外斜线方向传导。结论：有限元分析方法可以用来进行下颌第一磨牙的受力分析,揭示引起局部以及整体因素导致的生理病理过程中生物力学机制。     

个体化下颌修复体三维有限元模型的建立及优化设计研究

目的对采用现行设计方案下设计出的个体化下颌修复体修复后的下颌骨双侧髁突进行生物力学分析,根据应力分布情况,提出初步的个体化下颌修复体的结构优化设计方案,为以后下颌骨缺损的个体化功能性修复奠定一定的基础。方法建立正常下颌骨的三维有限元模型,利用CAD软件模拟下颌骨的部分缺损,并设计两种不同厚度的个体化修复体加以修复,然后进行三维有限元建模和应力分析。结果成功建立了两种工况下的下颌骨三维有限元模型。力学分析结果显示:应力在两种工况下都能通过修复体有效的传导,但常规工况条件下,双侧髁突应力分布在前斜面呈现明显不对称性。而在对照工况条件下,两侧髁突应力大小与分布较一致对称。结论建立的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修复体的结构优化设计提供借鉴和参考。     

下颌骨受力时颅底的保护因素分析

目的:利用有限元方法分析下颌骨受外力作用时,下颌骨与颞骨的应力分布,推断颅底的保护因素。方法:对1名健康成年男性头部进行CT扫描,根据扫描图像与相关解剖研究,对下颌骨、颞骨以及两者之间的颞下颌关节进行有限元模型重建,同时重建约束下颌骨运动范围的主要附着韧带和肌肉。对此模型颏部正中施加后上方向的力,角度分别为与下颌体水平成0°、30°、54°,施加力为1000N、2000N、3000N,观察施加不同大小与方向的外力作用时下颌骨与颞骨的应力分布情况。结果:无论外力方向与大小如何变化,颞骨应力总是小于下颌骨应力。随着外力方向的变化,下颌骨的应力集中部位亦发生变化,主要集中于髁突与下颌体前部内侧;颞骨的应力集中部位没有发生明显改变,主要集中于外耳道前壁,而不在颞骨关节窝顶。随着外力角度的增大,下颌骨与颞骨应力集中部位的应力与应变均减小。随着施加力值的增大,下颌骨与颞骨应力亦逐渐增大。结论:本模型能真实准确地计算出下颌颏部受矢状方向力作用时,下颌骨与颞骨的应力分布情况。颞下颌关节的缓冲使颞骨应力始终小于下颌骨的应力。在受到正中方向的力打击时,颞骨应力多数集中于外耳道前壁,并非关节窝顶部的薄弱部位,避免了颞骨受到严重破坏。     

3种加载方式下正常人下颌骨三维有限元应力分布分析

目的：分析不同加载状态下正常人下颌骨应力分布的情况和特点。方法：采用螺旋CT扫描、CAD／CAM软件，进行下颌骨有限元建模，并在不同咬合状态下利用ANSYS软件对此模型进行三维有限元应力分析。结果：建立了正常人下颌骨三维有限元模型，在模拟正中、前伸、侧方咬合时，正常人下颌骨不同部位应力分布不均匀，性质不同，然而左右应力分布基本对称，髁突颈部、冠突后侧、下颌角等部位应力值较高。结论：下颌骨的材料性能与应力的大小密切相关。3种不同加载方式的应力分布基本一致，但对颞下颌关节的影响具有差异性。应力集中区位于髁突颈部、冠突后侧、下颌角等部位。     

下颌骨缺损腓骨重建的三维有限元应力分析

目的建立下颌骨缺损腓骨重建有限元模型,对模型进行定量的三维有限元应力分析,为临床下颌骨修复重建提供理论依据和指导。方法通过螺旋CT扫描、CAD/CAM软件,建立下颌骨缺损腓骨重建有限元模型,模拟3种下颌骨缺损类型,对模型进行定量的三维有限元应力分析,了解下颌骨重建后应力分布特征。结果建立了3种与临床相似的下颌骨部分切除腓骨重建的三维有限元模型。各腓骨重建模型的应力分布与正常模型有明显差别,最大应力出现在腓骨和下颌骨交界处。腓骨重建模型各兴趣区Von Mises应力和最大主应力与正常下颌骨模型相比,除健侧（左侧）髁突区外多数兴趣区均有显著差异。结论应用CT扫描、计算机建模和有限元分析软件,可以建立模拟腓骨重建下颌骨缺损的三维有限元模型。下颌骨缺损腓骨重建后,下颌骨的应力出现显著改变,而这一改变在手术侧的髁突和髁颈表现最为明显。     

种植体数目与分布对下颌种植覆盖义齿骨组织应力变化的影响

目的：建立下颌种植覆盖义齿三维有限元模型,研究咬合力作用下种植体数目与位置分布对牙槽骨组织应力分布的影响因素。方法：临床采集患者下颌骨及其原有义齿CT数据,使用逆向工程软件建立种植体数目与位置不同的下颌种植覆盖义齿实体模型。通过Abaqus有限元软件分析咬合力作用下种植体数目与位置分布对种植体周围以及下颌后端牙槽骨应力变化的影响。结果：在咬合力作用下,下颌骨Mises应力主要分布在种植体周围骨组织,种植体远中颈部呈现应力集中,下颌后端区域应力较小且分布均匀。随着种植体数目的增加,后端种植体周围骨应力上升,远端牙槽骨应力降低。当牙弓前、后端种植体距离增加时,种植体周围骨应力增大,远端牙槽骨应力降低。结论：采用2植体支持的下颌种植覆盖义齿种植体周围骨吸收风险较小,但远端牙槽嵴骨吸收风险增大。4植体义齿所承受的咬合力主要由植体承担,修复时应注意前后植体的距离和咬合力在义齿上的合理分布。     

(牙合)夹板对颞下颌关节紊乱病患者下颌骨应力分布的影响

目的　探讨夹板治疗颞下颌关节紊乱病 (temporomandibularjointdisorders,TMD)的生物力学机制。方法　采用三维有限元法模拟分析TMD患者夹板治疗前后下颌骨应力分布特征的变化。结果　夹板影响了TMD患者下颌骨的应力分布特征 ,使其下颌骨各部位最大、最小主应力明显降低 ,尤其是患侧髁突应力降低更为显著 ,使两侧髁突应力分布趋于一致 ,而下颌骨各部位应力对称性亦有所改善。结论　夹板通过改善颞下颌关节的应力分布状况 (应力大小、性质和对称平衡性 )减轻甚至消除对其的损伤 ,使失衡的关节内环境得到调整和恢复 ,此为夹板治疗TMD的最主要的生物力学机制之一。     

人下颌骨撞击伤有限元模拟及生物力学研究

目的：利用有限元法建立人颌骨模型,动态模拟不同撞击力致伤下颌骨,探讨撞击伤发生时,下颌骨生物力学变化。方法：依据正常成人颌面部 CT 扫描数据,利用 Mimics 等软件建立人颌骨有限元模型,在 LS-DYNA 等软件中模拟撞击物以不同条件致伤人下颌骨的过程,分析损伤过程中下颌骨生物力学变化。结果：建立了人颌骨有限元模型,模拟了不同撞击力致伤人下颌骨的过程;下颌颏部、下颌角及髁突颈部为应力集中区;离撞击部位越近,质量越大,速度越大,应力峰值越大。撞击伤应力由撞击点呈放射状向四周传导,传导中应力逐渐减小。横截面积较小的部位易出现应力集中,损伤最严重。结论：撞击物的质量、速度、撞击角度是损伤严重程度的影响因素。     

推杆式矫治器前导下颌对颌骨应力和位移的影响

目的 分析推杆式矫治器（Forsus）在不同垂直向分力作用下瞬时前导下颌后下颌骨的应力和位移变化,为Forsus临床应用提供实验基础。方法 经Abaqus 6.5软件构建Forsus导下颌向前三维有限元模型,分别模拟Forsus矫治中水平向分力为4 N,垂直向分力分别为2、4、1 N的3种工况下下颌骨的应力、位移及路径变化。结果 3种工况下,下颌骨均出现较大应力,髁突发生扭转。垂直向分力为4 N时,下颌骨旋转幅度很小,颏部前伸位移只有0.188 mm;垂直向分力为2 N和1 N时,下颌颏部前伸位移分别为1.150 mm和2.141 mm,下颌骨发生前上旋转。结论 随着垂直向分力逐渐减小,颏部前伸位移趋势增大。Forsus前导下颌有利于颌骨生长改建。     

窄径植体下颌种植覆盖义齿的优化设计

目的：利用有限元法,分析不同种植体数目及附着体类型,对下颌窄径种植覆盖义齿颌骨内应力分布的影响。方法：采集患者下颌骨及其所佩戴覆盖义齿的CT数据,利用逆向工程技术构建包含下颌皮质骨、松质骨、附着体（杆卡附着体B;球帽附着体R;磁性附着体M）及覆盖义齿的完整下颌窄径种植覆盖义齿的三维有限元模型,通过对上述不同部件接触关系的定义,模拟右侧后牙垂直咬合作用下,不同植体数目及附着体类型对下颌窄径种植覆盖义齿颌骨内应力分布的影响。结果：偶数枚植体设计,植体周围应力峰值明显低于奇数枚植体设计;杆卡附着体植体周围应力峰值较低,球帽附着体其次,磁性附着体最高;杆卡附着体随着植体数目的增多,植体周围应力峰值降低;磁性附着体随着植体数目的增多,植体周围应力峰值反而增高。结论：植体数目和附着体类型对于颌骨内的应力分布均有显著影响;建议临床优先选用偶数枚植体的杆卡附着体设计;其次建议使用两植体球帽附着体设计。     

下颌第一磨牙种植体周围应力三维有限元分析

目的　探讨精确的有限元分析(FEA)模型建立的方法,使FEA分析计算结果更加真实有效。方法　采用 下颌骨计算机断层扫描(CT)数据、通过计算机图像处理及计算机辅助设计(CAD)技术,获取精确的下颌骨第一磨 牙几何模型。应用FEA技术对圆柱状种植体周围骨内应力分布情况进行分析。结果　种植体周围应力分布具有 高度的非对称性,主要集中于下颌骨舌侧颈部,颊侧主要为拉应力作用,舌侧为压应力作用。结论　基于CT数据 建立的模型能更真实地反映下颌骨的结构特点,使FEA分析结果更趋于真实。     

牵引器放置方位对骨-牵引器界面生物力学影响的三维有限元分析

目的：建立双侧下颌骨牵引成骨的三维有限元模型,探讨牵引器不同放置方位对骨一牵引器界面的生物力学影响。方法：模拟牵引器放置平行于下颌骨体部及平行于牵引轴方向两种状况,分析下颌骨牵引延长不同工况下骨一牵引器界面位移、综合应力情况。结果：牵引器放置平行于下颌骨体部时,骨一牵引器界面侧向位移、综合应力均大于牵引器放置平行于牵引轴方向的情况。结论：实验结果提示牵引器应尽量放置平行于牵引轴方向,避免可能发生的不良并发症。