牙尖交錯位緊咬牙時顳下頜關節(jié)應力分布的三維有限元研究.pdf

1、顳下頜關節(jié)(Temporomandibularjoint，TMJ)是人體最為復雜、精細的關節(jié)之一，在咀嚼、吞咽、發(fā)音等功能運動中起著重要的作用。顳下頜關節(jié)的生長、發(fā)育、改建以及顳下頜關節(jié)疾病的發(fā)病機制均與其力學環(huán)境密切相關，因此顳下頜關節(jié)生物力學的研究日益成為人們關注的焦點。牙尖交錯位(Intercuspalposition，ICP)是指上、下頜牙牙尖交錯，達到最廣泛、最緊密接觸時的下頜位置，是下頜主要的功能位，也是顳下頜關節(jié)生理狀態(tài)下

2、最穩(wěn)定的位置。研究牙尖交錯位緊咬牙時顳下頜關節(jié)應力分布的特征將為了解功能狀態(tài)下顳下頜關節(jié)力學特性和探索顳下頜關節(jié)疾病發(fā)病機制提供實驗依據(jù)。有限元分析法是目前用于顳下頜關節(jié)生物力學研究的常用手段，但據(jù)現(xiàn)有的文獻報告，顳下頜關節(jié)的三維有限元模型還存在著許多不足之處，例如在如何模擬關節(jié)盤等細微結構的形態(tài)方面、如何準確反映髁突、關節(jié)盤、關節(jié)窩三者之間相對的空間位置關系方面以及如何建立上下牙列間的咬合關系等方面還未尋找到令人滿意的解決辦法。本研究

3、利用中國可視化人體(ChineseVisibleHuman，CVH)超薄切片圖像建立上牙列及部分上頜骨的三維實體和有限元模型，與原有的下頜模型構建咬合關系，建立帶有咬合關系的顳下頜關節(jié)三維有限元模型；在Marc中定義髁突、關節(jié)盤和關節(jié)窩的接觸關系并采用自動探測的方法，分析牙尖交錯位緊咬牙時顳下頜關節(jié)應力分布的特征。 實驗一、帶有咬合關系的顳下頜關節(jié)三維實體和有限元模型的建立材料和方法：采用中國可視化人體圖像數(shù)據(jù)，在Imagewa

4、re中提取上牙列和部分上頜骨的輪廓線，對曲線進行配準、參數(shù)化調(diào)整；導入UG中建立三維實體模型，并與原有的下頜模型建立咬合關系；在Patran中建立帶有咬合關系的顳下頜關節(jié)三維有限元模型。 結果：建立了帶有咬合關系的上下牙列、牙周膜、下頜骨、部分上頜骨、咀嚼肌及顳下頜關節(jié)的三維有限元模型。該模型總節(jié)點數(shù)為95338、單元數(shù)為210254，其中上牙列及部分上頜骨的節(jié)點數(shù)為33996、單元數(shù)為24162，可以較為真實地模擬下頜前伸及側

5、方等運動。 結論：帶有咬合關系的顳下頜關節(jié)三維有限元模型具有更好的生物力學相似性，為研究不同功能狀態(tài)下顳下頜關節(jié)的應力分布特征提供了一種有效的新方法。 實驗二、牙尖交錯位緊咬牙時顳下頜關節(jié)應力分布的三維有限元研究材料和方法：在Patran中讀入顳下頜關節(jié)三維有限元模型，并將咀嚼肌的三維肌力向量加載到模型的相應節(jié)點上。再將模型導入Marc中，設置邊界條件、材料特性并定義髁突、關節(jié)盤和關節(jié)窩三者間的接觸關系，采用自動探測的方

6、法進行求解，觀察牙尖交錯位緊咬牙時顳下頜關節(jié)各部分的接觸情況及VonMises應力分布的情況。 結果：牙尖交錯位緊咬牙時，髁突向上、后、內(nèi)側移動，關節(jié)盤在與髁突一同向后、上運動的同時，在髁突表面相對髁突做向前的轉(zhuǎn)動；關節(jié)盤后帶與雙板區(qū)的交界處和髁突的后斜面首先發(fā)生接觸，隨后髁突的頂部、內(nèi)側面與關節(jié)盤的后帶，髁突的前斜面與關節(jié)盤的中間帶發(fā)生接觸。同一矢狀面水平上VonMises應力平均值的關系為：髁突＞關節(jié)盤腹面＞關節(jié)盤背面＞關節(jié)