下颌骨在撞击载荷作用下的应力分布

目的：探讨撞击载荷作用时下颌骨不同结构的应力分布规律、应力集中区域,为研究下颌骨撞击损伤的生物力学机制提供参考依据．方法：建立下颌骨三维有限元模型,在人尸体下颌骨撞击实验的基础上,分析下颌骨不同结构的受力规律．结果：①撞击颏部,其舌侧区,磨牙后区内侧面、髁状突颈外表面以及下颌角外表面具有较高的张应力;②撞击下颌体部,颏部舌侧区,对倒磨牙后区内侧面、对侧下颌角外表面、撞击侧下颌角外侧面、撞击侧体部内侧面具有较高的张应力;③撞击下颌角,其内侧面、撞击侧髁状突颈内侧面、颏部舌侧面、对侧髁状突颈外表面以及撞击侧磨牙后区内侧面具有较高的张应力．结论：下颌角、髁状突颈部、下颌体部、磨牙后区是下颌骨撞击损伤的好发部位,骨折部位与撞击部位间有一定相关关系．     

下颌骨颏部骨折联合双侧髁突囊内骨折致伤机制的三维有限元分析

目的: 通过三维有限元方法模拟和分析下颌骨颏部骨折联合双侧髁突囊内骨折的致伤机制,提高此类骨折的预防和诊断水平。方法: 获取1名下颌骨发育正常、无第三磨牙、无颞下颌关节病史的青年男性的颌面部CT和颞下颌关节MRI数据,通过Mimics和ANSYS软件建立三维有限元模型。采取不同角度的外力作用于下颌骨颏部,分析下颌骨及髁突关节面的应力分布。同时,比较有无关节盘、咬合与非咬合状态下下颌骨的应力分布差异。结果: 准确建立了包含颞下颌关节结构的三维有限元模型。当外力作用于下颌骨颏部时,髁突、升支前缘及颏部受力区是主要的应力集中区,其中应力最大值位于髁突顶部。随着外力方向与水平面夹角由0°逐渐增大直至60°,下颌骨上的应力由分散逐渐集中至颏部与双侧髁突三个部位;超过60°时,应力又出现分散的趋势。当对关节盘进行模拟后,髁突关节面及髁颈部的应力分布明显减小。与非咬合状态相比,咬合状态下下颌骨上的应力集中于咬合面,而其他部位无明显的应力分布。结论: 外力方向与水平面呈60°时,应力分布主要集中于颏部及双侧髁突顶部,即三点骨折发生的部位;在下颌骨颏部受力过程中,关节盘的存在以及稳定的咬合状态下,髁突部位(包括颈部和关节面)的应力分布明显减小。     

人下颌骨及颞下颌关节不同受力模型的有限元分析

目的 分析人下颌骨及颞下颌关节两种不同力学模型有限元模拟的结果.方法 通过CT扫描建立包含密质骨、松质骨的完整人下颌骨三维模型,将所获得的三维模型在ICEM CFD软件中划分网格.在建立的网格模型基础上,对前牙咬合的下颌骨分别建立被动肌力加载和主动肌力加载两种生物力学模型,计算并比较其应力分布.结果 两个模型中的应力分布有明显区别.被动肌力加载模型中,应力主要分布于下颌角、磨牙后三角、下颌切迹以及咬合点附近牙冠.主动肌力加载模型中,应力主要分布于髁状突顶点和颈部、下颌角、磨牙后三角以及咬合点附近牙冠.两者的应力分布有一定相似之处,但在髁状突处则有很大不同,这是由于两种模型下髁状突顶点反力的大小悬殊.结论 主动肌力加载模型更接近下颌骨及颞下颌关节的实际受力状态,主动肌力加载模型为前牙咬合下颌骨的合理生物力学模型.     

成长期大鼠下颌侧方偏位对髁突及下颌骨形态的影响

目的： 观察下颌侧方偏位对成长期大鼠髁突及下颌骨形态的影响，阐明下颌侧方偏位与下颌骨不对称畸形的关系。方法：选用健康雄性4周龄Wistar大鼠48 只,随机分为实验组24只和对照组24只。于实验组大鼠上颌切牙上黏固有侧方诱导斜面的超硬树脂冠，并于下颌切牙上黏固自制的金属冠，大鼠咬合时下颌被诱导向左侧约2 mm(偏位侧)。于实验开始2、4、8和12周后处死实验组及对照组大鼠，游离大鼠双侧下颌骨。用游标卡尺测量髁突的长度和宽度，通过软X线片定点进行下颌骨形态的测量。结果：实验组大鼠偏位侧髁突软骨长度明显大于对侧(P<0.05)，而髁突软骨宽度两侧无明显差别。实验组大鼠下颌骨不对称，偏位侧下颌骨长度明显小于非偏位侧，高度大于非偏位侧(P<0.05)。实验组大鼠下颌骨的生长方向也受到影响，偏位侧更向前上方生长。结论：下颌侧方偏位导致双侧髁突形状及生长方向的不同，进而导致下颌骨不对称畸形。     

下颌骨折治疗新进展

下颌骨折好发部位有颏部、颏孔区、下颌角、髁状突颈部。常因外力大小，骨折线部位、方向、倾斜度、牙齿支撑和咀嚼肌牵拉而出现不同情况的移位。其治疗关键是恢复上下颌牙齿的正常咬合关系和坚实可靠的固定技术，而颌骨骨折复位后的固定技术又是治疗中的重要环节。下颌骨折常用固定技术有：单颌固定法、颌间固定法、简单内固定法、坚强内固定法。现综述如下：     

下颌第三磨牙与下颌角、髁突骨折之间关系的研究进展

髁突骨折、下颌角骨折是下颌骨骨折最常见的类型,影响髁突骨折及下颌角骨折的因素有生物力学特点、外力强度及方向、软组织等。此外,髁突骨折、下颌角骨折还与下颌第三磨牙的存在与否有关,认为下颌第三磨牙的存在减少了颌骨的骨量、削弱了下颌角的自身结构,增加了下颌角骨折的发生风险;但拔除会影响颌骨的最大应力集中区,增加髁突骨折的发生风险。因此,当临床医师决定是否预防性拔除无症状的下颌第三磨牙时还要综合考虑患者的情况。     

数字化设计游离腓骨瓣重建下颌骨缺损的三维有限元分析

目的 通过三维有限元法评价术前数字化设计辅助游离腓骨瓣重建不同类型下颌骨组织缺损的临床应用价值。 方法 回顾性分析48例下颌骨缺损行游离腓骨瓣重建的病例,所有患者均为术后1年且无肿瘤复发。按术前是否行数字化设计分为实验组和对照组,根据HCL分类法将下颌骨缺损分为H、L、LCL型缺损,其中实验组H型缺损8例,L型缺损9例,LCL型缺损7例;对照组 H 型缺损 5 例,L 型缺损 10 例,LCL 型缺损 9 例。追踪随访两组患者,获得腓骨重建后的下颌骨 CT,采用 Mimics、Geomagic、Solidworks、Ansys等软件构建出三维有限元模型,对模型设置约束及载荷条件,得出应力分布结果,采用SPSS23.0软件对两组的应力分布相关指标进行数据分析。 结果 游离腓骨瓣重建下颌骨缺损后应力主要集中在双侧髁突颈部、下颌升支前后缘及腓骨后端与下颌骨连接处,下颌骨缺损越多,健侧髁突的应力越大。L型缺损中实验组健、患侧髁突颈、移植腓骨最大应力值均小于对照组,而健侧下颌角应力值较对照组有所上升,差异均具有统计学意义（P<0.05）;LCL型缺损中实验组健侧髁突颈较对照组最大应力值小,在患侧髁状突区、双侧下颌角区及腓骨区均较对照组大,差异均具有统计学意义（P<0.05）。 结论 数字化设计辅助游离腓骨瓣重建下颌骨缺损,提高了下颌骨重建精确性,达到了均匀下颌骨应力分布的效果,为下颌骨修复重建提供临床指导。     

撞击参数对下颌骨受力影响的多元回归分析

目的：研究不同撞击参数与下颌骨应力分布间的数量关系．方法：利用有限元法对下颌骨各结构进行不同撞击参数下的受力分析；应用多元回归方法，对影响应力分布的撞击速度、撞击质量、撞击部位三种撞击参数进行统计分析．结果：总体上讲．在影响下颌骨受力的撞击参数中，撞击速度的作用最显著，其次为撞击质量和撞击部位其中颏部、下颌角、髁状突等结构的应力水平受撞击部位的影响较大．结论：对下颌骨在撞击作用下的受力情况进行多元回归分析，可以定性和定量反映各参数对应力贡献的大小，为下颌骨损伤评判提供参考依据．     

基于快速成型技术的个体化钛修复体的优化设计研究

目的：对个体化钛下颌结构的设计进行分析,提出优化方案,为钛下颌修复体由形态仿生向功能仿生过渡进行生物力学方面的初步研究。方法：在同一高度、长度、宽度、孔隙率以及相同缺损修复部位前提下,建立3种不同厚度的个体化钛下颌三维有限元模型,分析下颌骨及其受力状况。结果：成功建立了在3种不同厚度条件下的个体化钛下颌修复体及其修复后的下颌骨三维有限元模型。结论：体部和延伸板皆为1 mm厚的个体化钛下颌,修复后两侧髁突应力大小与分布一致对称,最接近正常下颌骨两侧髁突应力的大小和分布,可以为以后个体化钛下颌的结构优化设计提供借鉴和参考。     

下颌骨三维有限元模型分析模拟咬合创伤对髁突的力学影响

目的 建立下颌骨的三维有限元模型, 模拟可导致咬合创伤的异常咬合力, 研究对髁突力学影响及位移变化, 为临床研究TMD与咬合创伤提供实验证据.方法 选咬合关系正常的男性志愿者, CBCT扫描后得到DICOM数据, 髁突顶作约束设计, 经划分网格生成有限元模型.工况一:左侧下颌第1磨牙不咬合接触面垂直加载不同负荷;工况二在同一模型上设计颊侧方向不同负荷, 研究不同工况下左侧髁突处应力分布变化的规律.结果建立了下颌骨的三维有限元模型, 随着载荷的成倍数增加, 髁突受力范围一致, 但张力和应力也成倍数增加.然后模拟咬合创伤条件下相同牙位施加相同载荷后, 应力较垂直负荷时变大, 髁突位移距离也增加, 结论形成咬合创伤的异常咬合力, 可影响髁突的力学传导, 导致髁突的病理性改变.     

人下颌骨撞击伤三维有限元模拟及生物力学分析

目的：利用有限元模拟技术对人下颌骨撞击伤进行仿真,对模拟结果进行生物力学分析,探讨下颌骨撞击伤的致伤机制。方法采用中国可视化数字人数据,建立人下颌骨撞击伤三维有限元模型,动态模拟不同致伤条件下人下颌骨撞击动态损伤过程,采用 Von Mises 应力及有效应变进行生物力学分析。结果建立人下颌骨撞击伤三维有限元模型并成功模拟人下颌骨撞击伤动态损伤过程及骨折,髁状突及下颌角是应力、应变集中及骨折的好发部位。结论 Von Mises 应力及有效应变可作为预测和判定骨组织损伤的生物力学指标之一,利用有限元法可以有效模拟下颌骨动态撞击过程,模拟结果可为颌面部撞击伤基础研究及临床救治提供指导和数据参考。     

下颌前磨牙弯曲牙根生物组织应力的三维有限元分析

①目的 探讨下颌前磨牙弯曲牙根受颊侧、舌侧矫治力及牙根、牙周膜、牙槽骨的应力.②方法 选取拔除成人下颌弯曲牙根的前磨牙,应用CT扫描、Mimics10.01软件建立三维实体模型;在牙冠颊、舌侧加力值,利用ANSYS软件分析、研究其应力分布规律.③结果 颊侧施力:牙做整体移动其牙根、牙周膜、牙槽骨应力最小,旋转移动最大,倾斜移动次之.舌侧施力时牙做整体移动、旋转移动,倾斜移动其牙根应力最大、牙周膜次之、牙槽骨最小.无论整体移动、旋转移动、倾斜移动舌侧应力大于颊侧.④结论 舌侧矫治力对弯曲牙根牙不适合或在临床允许情况下选择较小矫治力.     

不同加载方式及咬合部位对下颌骨应力分布的影响

目的研究不同的加载方式及不同的咬合部位对下颌骨,特别是下颌角区域应力分布的影响。方法通过建立下颌骨的机械力学模型,采用电阻应变片的测量方法,分析不同加载方式(咬肌加载,颞肌加载及咬肌、颞肌、翼内肌和翼外肌四组肌肉同时加载)以及不同咬合状态(前牙咬合及单、双侧后牙咬合)对下颌骨应力分布的影响。结果在不同的加载方式的比较中,咬肌单独加载时,下颌角区域的应变明显(上缘121με、125με,下缘-69με、-45με);颞肌单独加载时,下颌升支前缘应变明显(269με、375με);四组肌肉同时加载时,颏部的应力性质发生改变。在不同咬合部位的比较中,在四组肌肉同时加载的条件下,前牙咬合加载时下颌角区域的应力值大于双侧后牙咬合加载;单侧后牙咬合时,咬合侧下颌角区域的应力趋势发生变化。结论不同加载方式及不同咬合状态对下颌骨的应力分布有影响。     

人正常下颌升支区应力分布的三维有限元法分析

目的：对正常人下颌升支在不同咀嚼力作用时应力分布情况进行三维有限元分析。方法：采用三维有限元应力分析的方法，对正常离体人下颌升支在不同加载条件下的应力分布特征进行对比定量分析。结果：(1)所有载荷形式的各种应力值，随着单元距加载点的距离的增大，其应力值相对减小。(2)下颌骨下颌角、升支后缘的应力梯度变化较大。结论：下颌骨下颌角、升支后缘是应力相对集中的区域，也是临床上常见的下颌骨骨折区，同时还是下颌升支矢状骨劈开术后加强固定以及防止骨段移位的区域。     

下颌升支矢状骨劈开术后三维有限元的应力-应变分析

目的：探讨下颌升支矢状骨劈开术(SSR0)前徙下颌后，在不同颌周肌肉作用下，下颌升支手术区内的应力分布情况，从理论力学的角度为临床治疗提供依据。方法：利用建立的下颌骨三维有限元模型，研究不同载荷作用下的应力分布，并与正常对照分析。结果：下颌升支矢状骨劈开前徙下颌后，不同颌周肌力作用时，骨愈合部位大应力区的分布状况不一样，下颌角和下颌升支后份为应力集中的区域。结论：正常情况下的应力对于骨折愈合区可能是骨段固位不稳定的主要因素；SSR0后，近远中骨段的固定位置应选择在能使下颌升支应力分散的区域，至少应保持6—8周。     

Establishment of a three-dimensional finite element model for gunshot wounds to the human mandible

ObjectiveTo investigate the feasibility of a finite element model as an ideal research tool for human maxillofacial gunshot wounds.MethodsMandible CT scan data on the Chinese Visible Human were imported into MIMICS software to obtain the surface mesh of the mandible. Then, these surface-meshed models were imported into ANSA software for automatic net generation. Elements and nodes were partitioned on the basis of the mesh to obtain a three-dimensional finite element model for the mandible with every internal parameter consistent with those of our previously developed model in the pig mandible. The finite element model was imported into LS-DYNA for computation. Finally, the LS-POST was used to complete the simulation and the measurements.ResultsA three-dimensional finite element model was successfully established for gunshot wounds in the human mandible. The stress distribution and the degree of injury were simulated dynamically for shots from two types of projectiles in the mandible at one entry angle and at three impact velocities.ConclusionThree-dimensional finite element models will become ideal research tools for treatment of ballistic wounds of the human maxillofacial region. Using this human mandibular model as a foundation, we will be able to successfully develop three-dimensional finite element models for human maxillofacial gunshot wounds.     

下颌角骨折坚强内固定生物力学的三维有限元法分析

目的 采用三维有限元法分析下颌角骨折张力带固定与双列小型板内固定的稳定性.方法 选取健康成年志愿者1例,通过三维有限元法建立正常下颌骨模型,建立骨折线,制作内固定系统,并最终建立三维有限元模型,分析前牙咬合、双侧后牙咬合、左侧后牙咬合和右侧后牙咬合四种咬合方法两种内固定最大应力情况及骨折断端相对移位情况.结果 张力带内固定最大应力和双列小型板固定时的最大应力分别集中在钛板中断和钛板上侧的中段.在前牙咬合及骨折对侧后牙咬合时张力带最大应力低于双列小型板固定系统最大应力,张力带内固定前牙咬合及骨折对侧后牙咬合时骨折断端相对移位较大,超过0.15 mm安全移位阈值.结论 三维有限元模型建立下颌角骨折可信度较高,双列小型板固定生物力学分析稳定性高于张力带内固定方法,而张力带内固定治疗下颌角骨折需对患者咬合力的调整进行指导,稳定性也可达到安全范围.     

下颌骨颏部撞击模型的制作及生物力学验证

目的:制作出可以在生物材料试验机上完成颏部下颌姿势位撞击试验的下颌骨模型并测试其有效性。方法:3具新鲜离体下颌骨标本,利用牙托粉和下颌骨,根据Hanau牙合架原理制备对牙合模型,在生物材料试验机上进行验证。结果:制备出下颌骨撞击模型,模拟符合实际的骨折类型,3例标本的响应时间分别为15.5ms、16.7ms、18.3ms,平均为16.83ms,撞击力峰值分别为2037.69N、2130.19N和2225.42N,平均为2131.73N。结论:下颌骨撞击模型可以完成颏部下颌姿势位的动态撞击试验,并为其他牙合位撞击试验和有限元分析奠定基础。