种植体支抗滑动法关闭拔牙间隙中上颌磨牙初始应力分布及位移趋势的有限元分析

摘要

目的:利用CT扫描颅面骨所获得的DICOM数据及ProENGINEER.4.0野火版软件,建立包含单侧上颌骨、带有直贴颊面管的上颌第一磨牙和其牙周膜、带牵引钩弓丝以及种植体的滑动法关闭拔牙间隙有限元模型。模拟分析不同种植体高度与不同牵引钩高度情况下滑动法关闭拔牙间隙中上颌第一磨牙的初始位移趋势及其牙周膜初始的最大VonMises等效应力值及分布情况,为临床合理使用矫治装置行滑动法关闭拔牙间隙提供一定的理论依据。
　　方法:1.采用螺旋CT扫描、传输与转录,结合各种有限元建模及分析软件,建立包含右侧上颌骨、带有直贴颊面管的右上颌第一磨牙、右上颌第一磨牙牙周膜、带牵引钩弓丝以及不同高度种植体三维有限元模型。2.利用MSC.Marc.Mentat软件进行物理参数设定,模拟滑动法关闭间隙不同种植体高度和牵引钩高度下上颌第一磨牙的初始应力分布及位移情况。设定牵引力为1.5N,不同种植体高度(距弓丝6mm、8mm、10mm、12mm)与牵引钩高度(1mm、4mm、7mm、10mm)两两组合共16种工况时上颌第一磨牙牙周膜初始的最大VonMises等效应力值及分布情况和磨牙各取值点分别在X、Y、Z轴的初始位移值。
　　结果:1.成功建立了包含右侧上颌骨、带有直贴颊面管的右上颌第一磨牙、右上颌第一磨牙牙周膜、带牵引钩弓丝以及不同高度种植体的四组三维有限元模型。2.根据不同种植体高度建立的四组模型的有限元分析发现,种植体植入高度大于或等于牵引钩高度时牙周膜应力分布情况基本相同,应力集中于近中面颈部、腭根腭侧及根分叉处;在牵引钩高度高于种植体植入高度时,应力分布基本一致,集中于近中面颈部、颊侧颈部及根分叉处,两者均是根分叉处应力值最大。且同一种植体高度下,随着牵引钩的高度增加,牙周膜所受VonMises等效应力也随之增大。3.X轴位移趋势即颊舌向位移,表现为远中旋转且随着牵引钩高度的增加旋转角度随之变大;当种植体高度高于或等于牵引钩高度时,牙冠向颊侧倾斜,当种植体高度小于牵引钩高度时,牙冠向舌侧倾斜。4.Y轴位移趋势即近远中向位移,表现为远中倾斜伴远中旋转,倾斜角度随牵引钩的升高而增大,但当牵引钩高度大于种植体高度时倾斜角度随之减小。并有整体向远中移动的趋势。5.Z轴位移趋势即牙合龈向位移,表现为牙齿近中部伸长,远中为压入运动,且随牵引钩高度增加位移也随之增加。当牵引钩高度高于种植体高度时,牙冠有向舌侧旋转的趋势。
　　结论:1.通过多种有限元计算机软件相结合的方法,成功建立了包含右侧上颌骨、带有直贴颊面管的右上颌第一磨牙、右上颌第一磨牙牙周膜、带牵引钩弓丝以及不同高度种植体的四组三维有限元模型,该模型具有良好的几何相似性,可模拟临床进行生物力学分析。2.使用1.5N进行牵引时,上颌第一磨牙牙周膜所受应力值及应力分布均合理,适于临床使用。3.上颌第一磨牙在X、Y、Z三轴上的初始位移趋势为当种植体高度大于或等于牵引钩高度时,表现为向远中倾斜、颊侧倾斜并伴有远中旋转;当种植体小于牵引钩高度时,表现为向远中倾斜、舌侧倾斜并伴有远中旋转。

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前言

第一部分 种植体支抗直丝弓滑动法关闭拔牙间隙的有限元模型建立

1 研究对象和选择标准

2 实验用计算机系统及软件

3 实验方法

讨论

1.建模依据

2. 建模方法

3.网格划分

结论

第二部分 不同种植体高度及不同牵引钩高度滑动法关闭拔牙间隙时上颌第一磨牙初始应力分布及位移情况的三维有限元分析

1 研究对象

2 实验方法

结果

1不同种植体高度情况下右上颌第一恒磨牙的初始Von Mises等效应力的最大值及应力分布

2 不同种植体高度及不同牵引钩高度作用下上颌第一磨牙初始位移值及位移趋势

讨论

1 加载力值的选择

2 种植体及牵引钩高度的选择

3 应力分布情况的讨论

4 种植体支抗滑动法关闭拔牙间隙内收前牙上颌第一磨牙位移的讨论

结论

参考文献

拔牙矫治内收前牙时上颌支抗磨牙位移的相关研究

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