'2×4'矫治系统中前倾弯弓丝弯折位置变化对其力学行为影响的三维有限元分析

摘要

目的:建立模拟临床的"2×4"矫治系统的三维有限元模型,探讨三维空间内前倾弯弓丝弯折位置的变化对其力学行为的影响.方法:通过逆向工程法建立包含上颌牙列和直丝弓托槽的"2×4"矫治系统的三维有限元模型,设计弯折位置不同[弓丝弯折点至中切牙托槽中心点的弓丝长度/一侧第一磨牙颊管中心点至中切牙托槽中心点的弓丝长度(A/L)分别为0.8、0.7、0.6、0.5、0.4和0.3]的前倾弯弓丝模型,使用三维有限元分析软件计算弓丝弯折位置变化时各牙齿所受力和力矩及磨牙前倾弯弓丝(A/L=0.8)作用下各牙齿的初始位移.结果:前倾弯弓丝弯折位置不同时,"2×4"矫治系统的力学系统也不相同.A/L=0.41时,第一磨牙垂直方向受力为0 N,切牙垂直方向所受合力为0 N;不存在一个力的中性点(让所有牙齿的垂直向受力均为0 N).A/L=0.38时,第一磨牙的力矩反转;A/L=0.59时,侧切牙的力矩反转;中切牙整个过程受伸长力,未发生力和力矩的反转.A/L=0.8时,牙齿的初始位移不利于前牙开牙合的纠正.结论:三维空间"2×4"矫治系统中,前倾弯弓丝弯折位置的变化将影响整个力学系统的表达;磨牙前倾弯弓丝对矫治前牙开牙合不利,临床使用时要结合辅助措施.