下颌骨及牙齿在颌间牵引力作用下受力的三维有限元分析

摘要

目的：建立包括下颌骨、下颌牙列、部分牙根和牙周膜、模拟直丝弓托槽及方丝的三维有限元模型；在该模型上进行颌间牵引的模拟加载、计算和分析，从而全面了解该类牵引对下颌骨及牙齿的影响。 方法：选择正常牙合志愿者并对其下颌骨及下颌牙齿进行螺旋CT断层扫描，以DICOM格式输出数据；利用MIMICS软件对CT数据进行三维重建，将重建后的三维图像导入MSC.PATRAN软件建立有限元模型，在该模型上分别进行六种力值的Ⅱ类、Ⅲ类及垂直颌间牵引的模拟加载；采用MSC.NASTRAN有限元分析软件进行计算和分析。 结果及结论：1.成功建立了包括下颌骨、下颌牙列、部分牙根和牙周膜、模拟直丝弓托槽及方丝的、形态逼真的六面体三维有限元模型(整个模型总单元数为13343个，总节点数为16726个)，为三维有限元模型的建立提供了一种准确、简洁的方法。 2.(1).Ⅱ类牵引：下牙弓相对下颌骨有向前的移动；对下颌骨或下牙弓不对称的患者，牵引时应调整力值与方向以避免位移偏差；长期牵引时需适当扩宽下颌弓丝以避免下颌缩弓及磨牙和双尖牙的舌向倾倒；减小力值和适当预弯制弓丝，可以避免牵引过程中下颌第一磨牙扭转；针对下中切牙牙根较短或易吸收的患者，应适当减小牵引的力值；与长Ⅱ类牵引相比，短Ⅱ类牵引使磨牙伸长的作用较小而使前牙段唇移的作用较大，对高角Ⅱ类患者有益；短Ⅱ类牵引对下中切牙根部的影响小于长Ⅱ类牵引；下颌第一磨牙在长、短Ⅱ类牵引作用下的扭转方向相反，在弓丝预弯制时应予以注意。 (2).Ⅲ类牵引：长期牵引时要通过适当缩窄下颌弓丝以避免下牙弓的扩宽；未施加转矩的下前牙，在轻力作用下表现为整体后移，在较大力量作用下则会发生舌倾，长Ⅲ类牵引比短Ⅲ类牵引更易发生，需对下颌方丝前牙段弯制正转矩以对抗之；短Ⅲ类牵引使尖牙和侧切牙伸长的作用大于长Ⅲ类牵引，必要时对高角Ⅲ类有开牙合倾向的病例有一定的掩饰性治疗作用。 (3).第一磨牙垂直牵引：下颌第一磨牙有明显伸长；长距离牵引会使下颌第一磨牙牙冠舌倾，需颊舌侧同时牵引；下牙弓有潜在扩弓趋势。 (4).前牙垂直牵引：前牙垂直牵引对牙齿的影响较大而对骨骼的影响较小。综上所述，本研究澄清了临床上的一些模糊认识，为临床准确应用颌间牵引力、避免其有害影响提供了较全面的、切合实际的指导。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

第二章基本过程及志愿者的选择

第三章下颌三维有限元模型的建立

第四章颌间牵引力的模拟加载及计算

第五章结果及分析

5.1 Ⅱ类牵引

5.2 Ⅲ类牵引

5.3垂直牵引

第六章结论

参考文献

综述 下颌三维有限元法的建模及研究进展

个人简历

致谢