微種植體支抗舌側(cè)內(nèi)收上前牙力系的三維有限元分析.pdf

1、目的：
　　研究唇舌側(cè)矯治系統(tǒng)上前牙阻抗中心位置的差異以及唇側(cè)托槽的位置對(duì)上前牙阻抗中心的影響。對(duì)舌側(cè)矯治系統(tǒng)內(nèi)收上前牙階段，微種植體和牽引鉤高度、內(nèi)收方式、弓絲的材料屬性等影響因素進(jìn)行生物力學(xué)的評(píng)價(jià)。
　　方法：
　　通過(guò)高精度CT掃描以及Mimics三維重建獲得高仿真的上頜骨三維幾何模型，在CAD軟件中生成唇舌側(cè)托槽、弓絲和微種植體的實(shí)體模型。將上述幾何模型導(dǎo)入有限元分析軟件 ANSYS Workbench中，模型

2、中頜骨設(shè)置為非均質(zhì)、正交各向異性的線彈性材料，牙周膜設(shè)置為非均質(zhì)、各向異性的非線彈性材料，最終生成微種植體舌側(cè)內(nèi)收上前牙力系的三維有限元非線性模型。
　　建立不同唇側(cè)托槽位置的片段弓內(nèi)收力系和舌側(cè)片段弓內(nèi)收力系，弓絲設(shè)置為剛性體。以上頜中切牙之間的弓絲平面為起點(diǎn)，分別施加平行于咬合平面的內(nèi)收力，每向上0.5mm增加一組內(nèi)收力，當(dāng)上頜前牙切緣中點(diǎn)的位移與根尖的位移比值接近1時(shí)，則認(rèn)為上前牙發(fā)生了整體移動(dòng)，該施力點(diǎn)的方向通過(guò)上頜前牙的

3、阻抗中心，從而確定阻抗中心垂直向的高度；同樣，在上頜前牙組牙的正中矢狀面施加垂直壓入力，以確定阻抗中心矢狀向的位置。
　　建立微種植體支抗舌側(cè)滑動(dòng)法內(nèi)收力系和片段弓內(nèi)收力系，滑動(dòng)機(jī)制下弓絲分別為可變形體和剛性體，片段弓內(nèi)收時(shí)弓絲為剛性體。微種植體及牽引鉤的高度距離上頜第二前磨牙及上頜第一磨牙之間的牙槽嵴頂分別為0mm、3mm、5mm、7mm，利用彈簧單元在微種植體支抗和牽引鉤之間施加100g的頜內(nèi)牽引力。計(jì)算上前牙的初始位移和牙周

4、膜靜水壓。
　　結(jié)果：
　　1.建立了具有高度幾何相似性和力學(xué)相似性的微種植體支抗舌側(cè)內(nèi)收上頜前牙力系的三維有限元非線性模型。
　　2.上頜中切牙唇側(cè)托槽距離切緣5mm時(shí)，阻抗中心的位置位于上中切牙切緣根方16.5mm，腭向13mm；距離切緣6mm時(shí)，阻抗中心的位于上中切牙切緣根方17.5mm，腭向12mm；距離切緣4mm時(shí)，阻抗中心位于上中切牙切緣根方18mm，腭向13mm；采用舌側(cè)矯治系統(tǒng)時(shí)，阻抗中心位于距離上中切

5、牙切緣根方16mm，腭向11.5mm。
　　3.微種植體舌側(cè)內(nèi)收力系使用滑動(dòng)法內(nèi)收上前牙，當(dāng)弓絲為可變形體時(shí)，加力瞬間弓絲產(chǎn)生形變，牙齒的初始位移受弓絲扭力的作用發(fā)生舌向傾斜移動(dòng)，且隨著微種植體高度的增加，上頜側(cè)切牙牙冠的初始位移增大；弓絲設(shè)置為剛性體時(shí)，上前牙發(fā)生冠
　　舌向傾斜移動(dòng)，隨著微種植體高度的增加，其位移趨勢(shì)未發(fā)生明顯的變化。使用片段弓內(nèi)收前牙且弓絲為剛性體時(shí)，隨著微種植體高度的增加，上前牙冠舌側(cè)傾斜的趨勢(shì)減小，

6、當(dāng)微種植體高度達(dá)到距離牙槽嵴頂7mm（即通過(guò)阻抗中心）時(shí)，上前牙發(fā)生近似整體移動(dòng)。
　　4.微種植體支抗舌側(cè)內(nèi)收上前牙力系，弓絲為可變形體時(shí)，上前牙的牙周膜靜水壓值較大，超過(guò)了毛細(xì)血管壓的上限值。弓絲為剛性體時(shí)，上前牙的牙周膜靜水壓值小于毛細(xì)血管壓的上限值。
　　結(jié)論：
　　1.唇舌側(cè)矯治系統(tǒng)及不同唇側(cè)托槽位置內(nèi)收上前牙力系其上前牙組牙的阻抗中心接近。
　　2.滑動(dòng)法內(nèi)收力系且弓絲為可變形體時(shí)，由于弓絲的形變上前

7、牙的初始位移無(wú)法達(dá)到整體移動(dòng)，隨著微種植體高度的增加，上頜側(cè)切牙冠舌向傾斜移動(dòng)的趨勢(shì)增強(qiáng)。
　　3.滑動(dòng)法內(nèi)收力系且弓絲設(shè)置為理想剛性體時(shí)，牙齒發(fā)生可控的傾斜移動(dòng)，隨著微種植體高度的增加，上前牙初始位移趨勢(shì)基本不變。
　　4.不同內(nèi)收方式會(huì)影響上前牙的初始位移趨勢(shì)。舌側(cè)片段弓矯治結(jié)合微種植體支抗技術(shù)，當(dāng)微種植體及牽引鉤的高度達(dá)到阻抗中心時(shí)，上前牙產(chǎn)生近似整體移動(dòng)。
　　5.弓絲的形變產(chǎn)生的扭力對(duì)牙齒的初始位移及牙周膜靜