上颌前方牵引方向的有限元分析

摘要

目的:建立并使用上颌发育不足三维有限元模型,研究不同前方牵引方向对颅上颌复合体的影响,以期为上颌前方牵引的临床应用提供理论依据。方法:选择1名9岁上颌骨发育不足女性志愿者,采用螺旋CT扫描、数据传输与转录、Mimics10.0软件建立颅上颌复合体的三维有限元模型,利用ANSYS10.0软件,在上颌尖牙处施加与水平面呈-20°～50°的前方牵引力,大小为5N,分析颅上颌复合体的位移变化和内部应力分布。结果:垂直方向上,当牵引角度为-20°～30°时,颅上颌复合体呈逆时针旋转,且随着角度的增加而减小;30°～40°时,垂直向位移为零;≥40°时,颅上颌复合体顺时针旋转,且随角度的增加而增加。水平方向上,牵引角度在-20°～50°时,颅上颌复合体前移,且随着角度增加而减小;0°位移最大。近中方向上:颅上颌复合体及上颌牙弓有向近中位移的趋势,且随牵引角度增大而减小。随着角度的增大,最大主应力呈现递增趋势,范式应力先减后增;当牵引角度大于10°时,最大主应力和范式应力均递增,且递增速度较快。结论:当上颌前方牵引角度与水平面呈30°～40°时,颅上颌复合体平动;大于此范围,可能出现深覆,反之有开的风险。牵引角度越大,颅上颌复合体前移量越小,应力越大。