上前牙壓低時不同加載方式對其受力及牙周膜初始應力分布影響的研究.pdf

1、目的:準確、高效地建立上頜前牙段牙齒—牙周支持組織—矯治系統(tǒng)的三維有限元模型，研究模擬微種植體支抗壓低上前牙時，不同加載方式作用下上前牙的受力及牙周應力情況，為上頜前部牙槽骨垂直向生長過度的患者(表現(xiàn)為露齦笑)，臨床上選擇合適的矯治力系統(tǒng)提供依據(jù)。 方法: 1.選一名健康女青年上頜骨行CT掃描，將所得截面影像數(shù)據(jù)直接傳輸、處理，并生成三維模型，劃分網(wǎng)格，賦予其材料力學參數(shù)，建立醫(yī)學上可分析利用的上頜前牙段牙齒、牙周支持組

2、織及矯治裝置的三維有限元模型。 2.沿上前牙及牙槽骨表面建立三維坐標系，于側(cè)切牙和尖牙間的Y軸方向上模擬不同壓低力值對已建立好的模型進行加載，計算分析施予弓絲不同力值情況下，作用于上前牙時產(chǎn)生的反作用力、轉(zhuǎn)矩、應力大小及分布，繼而確定最合適加載力值；將其按偏離Y軸朝腭向的三種不同角度繼續(xù)進行加載，同時觀察上前牙及牙周支持組織的主要應力指標Von mises應力的分布情況。 結(jié)果: 1.建立了精度較高的，包括矯治系

3、統(tǒng)(托槽、弓絲)的上頜前牙段及其牙周支持組織(牙周膜、皮質(zhì)骨、松質(zhì)骨)的三維有限元模型(131920個單元，194321個節(jié)點)。 2.在不同大小壓低力的作用下，上頜前牙段各個牙齒均產(chǎn)生壓入力：尖牙受到的壓入力最大，其次是側(cè)切牙，中切牙最??；隨著加載力值的增大，分配到前牙段每個牙齒上的壓入力成比例增加；每個牙齒力矩與力的比值(Mx/Fy)不變，即各牙壓低時均同時伴有唇向旋轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)程度不受力的大小改變而改變。 3.通過觀

4、察不同節(jié)點上Von mises應力的分布及變化情況，可以看到中切牙牙周膜應力最小，側(cè)切牙最大；應力峰值集中區(qū)域位于唇側(cè)頸緣，根中及根尖受力相對較小；隨著加載力值增大，牙周膜、牙體和牙槽骨各個節(jié)點所受應力也隨之增大。 4.50g加載力時，前牙段牙周膜應力分布均勻，但牙齒受到的壓入力小于打開咬合的理論值28g；當力值達到100g時，前牙壓入力略大于28g，應力均勻分散：加載力增大到150g時，前牙段各個牙齒受力遠大于28g，應力分布

5、不均勻現(xiàn)象明顯。 5.牙周膜應力分析結(jié)果表明：上前牙在合適壓低力值(75g)三種不同加載角度下(腭向0度、10度、20度)依次相比，各每個牙齒所受到的應力逐步減小，其中腭向20度加力時上前牙的應力分布狀況最為理想。 結(jié)論: 1.為盡量使上頜前牙段每個牙齒都達到最佳應力狀態(tài)下的有效壓入，應采用50-100g之間的加載力，但壓低的同時伴有上前牙唇傾。 2.在種植釘和弓絲之間加載50-100g力，配合適當?shù)倪h中