传动矫治过程中后倾曲作用下上颌第一磨牙的位移及应力分析

摘要

背景：随着现代矫治技术的发展,发明一种高效的矫治器,一直是正畸学者们的研究热点之一.传动直丝弓矫治器就是在这种大环境下应运而生,能快速打开咬合、缩短疗程、治疗效率高,为疑难病例的治疗提供了新的思路.目前对传动直丝弓技术治疗初期,上颌第一磨牙位移趋势及上颌骨第一磨牙区应力分布情况,尚没有进行深入的研究.目的：建立生物相似性和力学相似性较高的传动直丝弓矫治器的三维有限元模型,获得上颌第一磨牙位移趋势及上颌骨第一磨牙区应力分布情况.方法：使用64排螺旋CT扫描,得到1例安氏Ⅱ类1分类的志愿者上颌牙列、上颌骨截面的DICOM格式的影像数据.采用Ansys workbench 13.0、Mimics10.01、Unigraphics NX 6.0和GeomagicStudio 8.0软件相结合的方法,在Windows XP Service Pack 3系统中建立包括传动直丝弓矫治器、带环、澳丝、上颌骨、上颌牙齿及牙周膜的三维有限元模型.对模型进行加载,获得上颌第一磨牙位移趋势及上颌骨第一磨牙区应力分布情况.结果与结论：实验建立了由250 929个单元数,657 766个节点组成的传动直丝弓矫治器的三维有限元模型;获得了在后倾曲作用下上颌第一磨牙的位移趋势及上颌骨第一磨牙区的应力分布情况,利于分析传动直丝弓矫治力学体系并指导临床应用和矫治器改良.说明单纯后倾弯作用下,牙根将向颊侧骨皮质靠近,导致根尖部和上颌骨颊侧骨皮质区域的应力集中;这种应力集中可能会导致上颌第一磨牙颊侧根尖区出现牙根吸收.