Forsus前導(dǎo)下頜后正畸矯治力系的初步仿真分析.pdf

1、Ⅱ類錯(cuò)（牙合）是臨床常見(jiàn)的錯(cuò)（牙合）畸形之一，下頜后縮是Ⅱ類錯(cuò)（牙合）畸形的重要特征之一，青少年Ⅱ類錯(cuò)（牙合）畸形中下頜后縮占46％[1]。下頜后縮畸形嚴(yán)重影響患者的顏貌和功能，根據(jù)畸形性質(zhì)、程度和形成機(jī)制，在不同時(shí)期應(yīng)用功能矯治器進(jìn)行下頜前導(dǎo)是矯治的關(guān)鍵之一。 下頜前導(dǎo)功能矯治器依據(jù)固位方式不同分為可摘式和固定式。早期功能矯治器大多系可摘式的，矯治下頜后縮往往需雙期矯治。近年來(lái)，以Forsus為代表的固定式功能矯治器以體積小、

2、彈力持久均勻、矯治力易于控制、安裝簡(jiǎn)便和整體療程較短等優(yōu)點(diǎn)，受到了正畸醫(yī)師的廣泛關(guān)注，代表了功能矯形治療發(fā)展的趨勢(shì)。 目前，F(xiàn)orsus矯治器的研究主要停留在臨床研究階段，尚未見(jiàn)相關(guān)的生物力學(xué)研究報(bào)道。數(shù)值仿真分析是口腔生物力學(xué)研究的主要手段之一，是數(shù)學(xué)科學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的一種技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于生物力學(xué)的研究。采用數(shù)值分析方法對(duì)Forsus矯治力系進(jìn)行仿真分析，利于分析不同前導(dǎo)工況下的力學(xué)效應(yīng)及矯治器的改良，并促進(jìn)該矯治技術(shù)在

3、臨床的進(jìn)一步使用。 本研究緊密結(jié)合臨床原型，基于成熟的三維有限元快速建模方法，將CT掃描技術(shù)、Mimics8.0與Abaqus6.5相結(jié)合，利用彈性元件、粘性元件和塑性元件的組合構(gòu)建骨的粘彈塑性本構(gòu)關(guān)系，建立“Forsus-牙列-上下頜骨-顳下頜關(guān)節(jié)”三維整體模型。實(shí)驗(yàn)中模擬研究Forsus導(dǎo)下頜向前不同工況下牙列、頜骨、顳下頜關(guān)節(jié)的力學(xué)分布狀況，重點(diǎn)觀察牙齒、頜骨和顳下頜關(guān)節(jié)的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)的變化。在計(jì)及粘彈塑性基礎(chǔ)上，采用A

4、baqus6.5運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)動(dòng)態(tài)分析Forsus反作用力推上頜第一磨牙向遠(yuǎn)中的力學(xué)效應(yīng)，為Forsus進(jìn)一步使用和改良提供力學(xué)理論依據(jù)。 基于各向同性、非線性、具有粘彈塑性的"Forsus-牙列-上下頜骨一顳下頜關(guān)節(jié)”模型，在不同下頜前導(dǎo)的工況下，F(xiàn)orsus導(dǎo)下頜向前時(shí)應(yīng)力衰減不明顯，沒(méi)有明顯應(yīng)力松弛區(qū)域，即時(shí)效分析頜骨改建是個(gè)較緩慢的過(guò)程。尤其是加載角度偏離基準(zhǔn)線越遠(yuǎn)，頦部前伸位移越明顯；下頜骨逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)比順時(shí)針旋轉(zhuǎn)前伸位移

5、更明顯；因此Forsus加載角度推薦范圍在O°與25°之間。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)中心位于下切牙切緣，下頜骨向前的旋轉(zhuǎn)方式有利于Ⅱ類錯(cuò)殆畸形的治療。生長(zhǎng)型不利的患者，可通過(guò)調(diào)整Forsus加載角度，增加下頜有利的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向，利于側(cè)貌的改善。Forsus前導(dǎo)下頜后位移場(chǎng)仿真分析發(fā)現(xiàn)髁突生長(zhǎng)改建范圍在1.0到3.0mm之間，符合生理范圍內(nèi)的改建。當(dāng)矯形力矢量通過(guò)磨牙冠頰側(cè)表面的中心時(shí)，輔以Mt/F=9的反傾斜力偶和Mr/F=5的反旋轉(zhuǎn)力偶，將獲得第一磨牙