應(yīng)用微植體支抗壓低上前牙的三維有限元分析.pdf

1、前牙良好的唇齒關(guān)系和覆牙合、覆蓋是口腔正畸醫(yī)生追求的目標(biāo)之一。對(duì)于上前牙及牙齦暴露過(guò)多，需要改善唇齒關(guān)系的深覆牙合患者而言，壓低上前牙是正畸醫(yī)生的首選。
　　隨著微植體支抗（MIA）技術(shù)的成熟與廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的正畸醫(yī)生選擇使用微植體支抗壓低上前牙。與片斷弓、頭帽J鉤等傳統(tǒng)方法相比，該方法具有不依賴患者配合、無(wú)上頜磨牙伸長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。臨床應(yīng)用MIA壓低上前牙的形式多種多樣，微植體植入部位可選擇在前鼻棘下或兩側(cè)中切牙與側(cè)切牙之間，加力

2、方式、角度以及弓絲尺寸也都不盡相同。上述因素的變化將會(huì)對(duì)上前牙的生物力學(xué)機(jī)制產(chǎn)生何種影響，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)鮮見(jiàn)報(bào)道。
　　三維有限元法作為一種有效的理論應(yīng)力分析方法，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于口腔生物力學(xué)研究。本研究通過(guò)建立包括上前牙、前段上頜骨及直絲弓矯治器在內(nèi)的三維有限元模型，對(duì)上述各種情況下，上前牙的應(yīng)力分布及移動(dòng)趨勢(shì)進(jìn)行三維有限元分析，以期為臨床應(yīng)用MIA壓低上前牙提供生物力學(xué)參考。
　　研究共分為四部分：
　　實(shí)驗(yàn)一：上前牙、

3、前段上頜骨及直絲弓矯治器有限元模型的建立。目的：建立包括上前牙、前段上頜骨及直絲弓矯治器在內(nèi)的三維有限元模型，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供操作平臺(tái)。方法：數(shù)據(jù)來(lái)源為女性志愿者，23歲，個(gè)別正常牙合，牙冠解剖形態(tài)正常，牙周狀況良好。使用螺旋CT自上頜牙合平面至前鼻棘進(jìn)行連續(xù)掃描；Mimics8.1軟件導(dǎo)入CT數(shù)據(jù)并提取生成上前牙及前段上頜骨的三維模型；應(yīng)用GeomagicStudio10.0軟件對(duì)生成的三維模型進(jìn)行光順和實(shí)體化處理，生成上前牙、牙周膜、

4、前段上頜骨的實(shí)體模型；然后借助UGNX5.0軟件建立直絲弓托槽和弓絲；最后將各部分模型導(dǎo)入ANSYS10.0有限元分析軟件中進(jìn)行組裝和處理，建立三維有限元模型。結(jié)果：建立了包括上前牙、前段上頜骨和直絲弓矯治器在內(nèi)的三維有限元模型。結(jié)論：應(yīng)用CT掃描獲取數(shù)據(jù)，Mimics、UG和ANSYS軟件相結(jié)合，可以建立具有較高幾何相似性的三維有限元模型。
　　實(shí)驗(yàn)二：加力方式對(duì)上前牙受力影響的三維有限元分析。目的：用三維有限元法分析應(yīng)用MIA

5、壓低上前牙時(shí)，兩種常用加力方式對(duì)上前牙力學(xué)行為的影響，為正畸臨床提供生物力學(xué)參考。方法：設(shè)定兩種加力方式：①起點(diǎn)為弓絲中點(diǎn)，終點(diǎn)為前鼻棘下方唇側(cè)骨壁，力值為100g，弓絲為0.019×0.025英寸不銹鋼絲。②起點(diǎn)為中切牙與側(cè)切牙托槽間弓絲的中點(diǎn)，終點(diǎn)為與前鼻棘下緣等高的中切牙與側(cè)切牙間牙槽骨唇側(cè)骨壁，力值為每側(cè)50g，弓絲為0.019×0.025英寸不銹鋼絲。分析牙周膜的主應(yīng)力分布及上前牙初始位移。結(jié)果：①加力方式2的牙周膜應(yīng)力分布更

6、均勻。②兩種加力方式下，上切牙均發(fā)生唇傾，但唇傾程度不同。③加力點(diǎn)兩側(cè)的牙齒有向遠(yuǎn)離加力點(diǎn)傾斜的趨勢(shì)。結(jié)論：將微植體植入中切牙與側(cè)切牙之間并施加雙側(cè)壓低力更為合理，壓低過(guò)程中需注意對(duì)前牙轉(zhuǎn)矩的控制，將牙齒連續(xù)結(jié)扎防止間隙的產(chǎn)生。
　　實(shí)驗(yàn)三：矢狀向加力角度對(duì)上前牙受力影響的三維有限元分析。目的：用三維有限元法分析應(yīng)用MIA壓低上前牙時(shí)，矢狀向加力角度對(duì)上前牙力學(xué)行為的影響，為正畸臨床提供生物力學(xué)參考。方法：加力方式同實(shí)驗(yàn)二中加力方

7、式①，力值100g，弓絲為0.019×0.025英寸不銹鋼絲。設(shè)定壓低力方向與弓絲平面分別呈60度、65度和70度角。分析牙周膜的主應(yīng)力分布及上前牙初始位移。結(jié)果：隨著角度逐漸增大，中切牙唇傾程度和唇側(cè)牙槽嵴頂壓應(yīng)力也逐漸加大。結(jié)論：壓低力越遠(yuǎn)離阻抗中心，上前牙唇傾程度越大。臨床操作中應(yīng)根據(jù)需要盡可能控制壓低力與前牙阻抗中心的距離，必要時(shí)需增加冠舌向轉(zhuǎn)矩以控制前牙唇傾度。
　　實(shí)驗(yàn)四：弓絲尺寸對(duì)上前牙受力影響的三維有限元分析。目的

8、：用三維有限元法分析應(yīng)用MIA壓低上前牙時(shí)，弓絲尺寸對(duì)上前牙力學(xué)行為的影響，為正畸臨床提供生物力學(xué)參考。方法：加力方式同實(shí)驗(yàn)二中加力方式①，力值100g，設(shè)定弓絲尺寸分別為0.018×0.025英寸和0.019×0.025英寸。分析牙周膜的主應(yīng)力分布及上前牙初始位移。結(jié)果：與0.018×0.025英寸弓絲相比，使用0.019×0.025英寸弓絲時(shí)，牙周膜壓應(yīng)力分布較均勻，中切牙發(fā)生軸傾和唇傾程度較輕。結(jié)論：0.019×0.025英寸弓絲