三种矫治方法关闭上颌中切牙间隙的三维有限元法分析

摘要

目的:
　　 构建基于CBCT扫描影像的上颌中切牙段模型，进行生物力学基础研究，分析关闭上颌中切牙间隙的3种治疗方法的应力分布情况，为优化临床治疗提供依据。
　　 方法:
　　 基于CBCT对1例25岁青年女性患者口腔颌面部进行扫描获得的影像数据，运用Mimics10.01、Rhino3D NURBS、Grasshopper及ANSYS12软件建立上颌中切牙段3种正畸矫治技术的三维有限元模型，包括牙颌组织模型、传统方丝弓固定矫治器模型、无托槽隐形矫治器模型以及改良后的以微型扣-密链橡皮圈进行加载的矫治器模型，将牙周膜与牙槽骨、牙周膜与牙体、牙体与无托槽隐形矫治器、牙体与牙体之间（若接触）设为接触关系，并采用非线性有限元法对牙体组织和牙周膜的应力分布情况进行分析并相比较。
　　 结果:
　　 在无托槽隐形矫治器加载下，牙体及牙周膜的应力峰值在这三种矫治方式中为最高，其中牙体组织应力峰值MX=1.491MPa，牙周膜应力峰值MX=4.100×10-2 MPa。以传统方丝弓固定矫治方式进行加载且牙体未发生接触时，牙体组织及牙周膜的应力峰值在这三种矫治方式中为最低，其中牙体组织应力峰值MX=5.103×10-3 MPa，牙周膜应力峰值MX=1.774×10-4MPa;改良微型扣-密链橡皮圈矫治方式居中，牙体组织应力峰值MX=4.374×10-1MPa，牙周膜应力峰值MX=7.376×10-3MPa。在无托槽隐形矫治方式加载下，牙体组织的瞬时应力为传统方丝弓固定矫治方式加载下的近200倍，牙周膜的瞬时应力为传统方丝弓固定矫治方式加载下的近300倍。
　　 结论:
　　 1.无托槽隐形矫治器对于牙体组织及牙周膜产生的瞬时应力明显高于传统方丝弓固定矫治器和改良微型扣矫治器，且在这种加载方式下，牙体的移动方式更近似于倾斜移动。
　　 2.传统方丝弓固定矫治器加载下牙周膜的应力分布最为均匀。
　　 3.牙体的移动、旋转方式以及牙体外形和有限元分析软件中牙体本身的材料参数设置等因素都会对牙体组织和牙周膜的应力分布产生很大影响。

目录

声明

摘要

前言

第一章 矫治前牙颌模型的建立

1 材料

1．1 研究对象

1．2 软件

2 方法

2．1 模型的初步建立

2．2 模型的优化

2．3 模型建立的完成

3 结果

4 讨论

4．1 患者颌面部CBCT图像数据

4．2 模型建立依据及特点

4．3 模型建立软件的选择

4．4 三维有限元分析软件的选择

第二章 无托槽隐形矫治技术有限元模型的建立及分析

1 材料

1．1 研究对象

1．2 矫治器

1．3 软件

2 方法

2．1 模拟矫治过程模型的建立

2．2 无托槽隐形矫治器模型的建立

2．3 参数定义及网络划分

2．4 模拟无托槽隐形矫治器的佩戴

2．5 边界条件与载荷

3 结果

3．1 模型建立

3．2 应力分布情况分析

3．3 牙体组织的应力分布

3．4 牙周膜的应力分布

4 讨论

4．1 牙体组织的应力分布

4．2 牙周膜的应力分布

4．3 方法讨论

第三章 弓丝-托槽体系传统矫治技术有限元模型的建立及分析

1 材料

1．1 研究对象

1．2 软件

2 方法

2．1 模拟矫治过程模型的建立

2．2 参数定义及网络划分

2．3 模拟弓丝-托槽的佩戴

2．4 边界条件与载荷

3 结果

3．1 牙体组织的应力分布

3．2 牙周膜的应力分布

4 讨论

4．1 牙体组织的应力分布

4．2 牙周膜的应力分布

4．3 方法的讨论

第四章 改良微型扣-链状橡皮圈矫治技术有限元模型的建立及分析

1 材料

1．1 研究对象

1．2 矫治器

1．3 软件

2 方法

2．1 模拟改良舌侧扣-链状橡皮圈矫治技术有限元模型的建立

2．2 参数定义及网络划分

2．3 模拟弓丝、托槽的佩藏

2．4 边界条件与载荷

3 结果

3．1 牙体组织的应力分布

3．2 牙周膜的应力分布

4 讨论

4．1 模型的建立

4．2 牙体组织的应力分布

4．3 牙周膜的应力分布

4．4 方法的讨论

第五章 比较三种矫治方法的应力分布及峰值

1 结果

2 比较讨论

2．1 应力峰值

2．2 牙体组织的应力分布

2．3 牙周膜的应力分布

参考文献

全文总结

综述

致谢