短根牙在无托槽隐形矫正中不同移动方式下的三维有限元分析

摘要

目的：应用三维有限元分析法，通过对比分析无托槽隐形矫正中正常形态和短根异常的上颌中切牙在相同正畸力不同移动方式作用下牙根、牙周膜的应力分布及牙齿的位移,总结牙根、牙周膜的应力分布规律，牙齿移动趋势，为隐形矫治方案设计及临床治疗提供参考依据，避免短根异常（SRA）的患者在矫治过程中可能出现的临床风险。　　方法：从兰州大学口腔医院正畸科2016年8月至2017年8月就诊的患者中，根据其曲面断层片及短根异常（SRA）诊断标准，选择三名成年志愿者（上颌中切牙的临床冠根比分别为1∶1.3,1∶1,1∶0.7），对志愿者颌面部行CBCT扫描，利用Mimics软件三维重建所得图像，采用 Geomagic及 Pro/E 等相关软件建立上颌牙列、牙槽骨、牙周膜及隐形矫治器的三维有限元模型，施加远中移动、压入移动及腭侧移动相对应的载荷, 对不同临床冠根比的上颌中切牙在相同载荷作用下及相同临床冠根比的上颌中切牙在不同移动方式下牙根和牙周膜的应力、牙齿的位移趋势进行分析对比。　　结果：（1）构建了三组不同临床冠根比的上颌中切牙的牙颌模型，比例分别为 1∶1.3,1∶1,1∶0.7；（2）三组不同临床冠根比的上颌中切牙，在远中移动时，牙根应力主要位于牙根颈部远中面，牙周膜应力主要集中在牙根颈部近远中面；在压低过程中，牙根应力主要集中在牙根颈部舌侧，牙根越短，牙周膜应力越靠近根尖部，牙根越长，牙周膜应力最大值越偏向牙颈部；在内收过程中，牙根应力较大的部位位于舌侧牙根颈部，牙周膜应力主要分布于牙根颈部及根中 1/3，牙根越短，应力越集中，牙根越长，应力分布越均匀；（3）对于同一临床冠根比的上颌中切牙，在压低过程中，牙周膜高应力范围最大，主要集中在根尖部及牙根舌侧面；（4）在远中移动时，左上中切牙为冠唇向压低移动，位移量变化最明显的是Z轴方向，随着R/C大于1，位移量明显减小；在压低时，牙冠有远中唇侧移动趋势，位移量变化最明显的是X轴方向，随着R/C大于1，位移量明显减小；在内收时，为近中冠向移动，位移量变化最明显的是X轴方向，随着R/C大于1，位移量明显减小。　　结论：（1）三组不同临床冠根比的上颌中切牙，在远中、压入及内收移动过程中，牙根及牙周膜应力分布差异较大，牙根越短，应力越集中，牙根越长，应力分布越均匀。（2）对于同一临床冠根比的上颌中切牙，在远中，压低及内收过程中，压低时出现牙根吸收的风险可能高于远中移动及内收移动。（3）在隐形矫治中牙齿移动类型为倾斜移动，转动中心位于牙颈部以下牙根处。（4）减小隐形矫治器形变量，可以有效减小受力牙牙根及牙周膜的应力值，短根异常并不是正畸治疗的禁忌症，对于不同临床冠根比牙齿，只要力值加载在其可承受范围内，并不会引起牙根吸收。

目录

声明

中英文缩略词对照表

第一章 前言

1.1短根牙的研究现状

1.2 正畸治疗与牙根吸收的关系

1.3无托槽隐形矫治的矫治原理

1.4三维有限元法在口腔正畸领域的应用与发展

1.5研究目的及意义

第二章 建立上颌牙列、牙周膜、牙槽骨及无托槽隐形矫治器的三维有限元模型

2.1 研究对象

2.2 实验设备及相关软件

2.2.1 计算机配置

2.2.2 建模相关软件

2.3 数据获取和模型建立

2.3.1 获取原始图像资料

2.3.2 上颌牙列、牙槽骨、牙周膜及隐形矫治器模型的初步建立

2.4 结果

2.5 附图

2.6讨论

2.6.1数据采集

2.6.2建模软件和观察指标的选择

2.6.3构建的三维有限元模型的科学性

第三章 不同冠根比上颌中切牙在隐形矫治中不同移动方式下的三维有限元分析

3.1 模型分组

3.2 材料参数

3.3 接触关系及边界约束

3.4确立空间坐标系

3.5 载荷加载方式

3.6 计算模型

3.7不同临床冠根比的左上中切牙在远中移动、压低及内收过程中牙根及牙周膜应力分布特点

3.7.1不同临床冠根比的左上中切牙远中移动时牙根及牙周膜的应力分布

3.7.2 不同临床冠根比的左上中切牙压低时牙根及牙周膜的应力分布

3.7.3不同临床冠根比的左上中切牙内收时牙根及牙周膜的应力分布

3.7.4不同临床冠根比的左上中切牙在远中、压低及内收过程中牙根及牙周膜应力分布对比

3.8.1左上中切牙在远中移动时的位移变化

3.8.2 左上中切牙在压低时的位移变化

3.8.3左上中切牙在内收时的位移变化

3.9讨论

3.9.1 模型建立及参数设置

3.9.2 实验结果分析

3.9.3无托槽隐形矫治器的研究及临床应用

第四章 全文小结

参考文献

在学期间研究成果

致谢

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