上頜第一磨牙隱裂三維有限元分析的初步研究.pdf

1、本研究在根據(jù)斷裂力學(xué)理論建立上頜第一磨牙隱裂三維有限元模型的基礎(chǔ)上，研究早期隱裂的上頜第一磨牙在受到咬合力時(shí)的應(yīng)力分布以及裂紋擴(kuò)展情況。并模擬調(diào)合磨改牙尖斜度，觀察治療前后模型疲勞壽命的改變，對(duì)調(diào)合治療效果進(jìn)行初步評(píng)估，以希望能夠?qū)εR床治療方案的選擇提供一定參考。
　　目的：
　　1．建立上頜第一磨牙的精細(xì)三維有限元模型
　　2．建立上頜第一磨牙隱裂的三維有限元模型并進(jìn)行初步應(yīng)力分析
　　3．對(duì)隱裂的上頜第一磨牙

2、進(jìn)行裂紋疲勞擴(kuò)展分析并初步評(píng)估調(diào)合治療的療效
　　方法：
　　1．對(duì)正常上頜第一磨牙進(jìn)行Micro-CT掃描，將調(diào)整后的斷層圖片使用Mimics軟件根據(jù)圖像灰度進(jìn)行擬合，分別建立帶有結(jié)點(diǎn)及面信息的牙釉質(zhì)及牙本質(zhì)的STL格式三維模型。用MagicsRP軟件對(duì)STL文件進(jìn)行處理，調(diào)整表面三角形質(zhì)量并使釉牙本質(zhì)界密合、均勻一致。之后將高質(zhì)量的牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)的STL模型導(dǎo)入有限元軟件中，生成三維有限元模型。
　　2．應(yīng)用斷裂力

3、學(xué)理論對(duì)裂紋部位網(wǎng)格進(jìn)行手動(dòng)修改后通過(guò)裂紋實(shí)體建模方法建立上頜第一磨牙隱裂的有限元模型。在咬合面加載垂直于接觸面的載荷進(jìn)行應(yīng)力分析。
　　3．建立含有三種不同深度（0.5mm,1.5mm,2.5mm）裂紋的隱裂上頜第一磨牙有限元模型，在模擬調(diào)合前后分別對(duì)每個(gè)模型加載正常咀嚼力的循環(huán)載荷，進(jìn)行利用MSC.Fatigue軟件進(jìn)行裂紋疲勞擴(kuò)展分析，觀察治療前后模型疲勞壽命的改變。
　　結(jié)果：
　　1．建立了精細(xì)的上頜第一磨牙

4、的三維有限元模型，此模型不僅外形能夠反映實(shí)體牙齒標(biāo)本的細(xì)節(jié)特征，并且其釉牙本質(zhì)界部位緊密連接，牙釉質(zhì)與牙本質(zhì)在此處的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)完全重合，能夠保證在下一步的有限元分析中此處的應(yīng)力傳導(dǎo)真實(shí)可靠。
　　2．分析得到模型水平方向應(yīng)力張量云圖。可見(jiàn)裂紋尖端附近的應(yīng)力變化符合裂紋尖端的奇異性，水平方向應(yīng)力張量極值為103MPa。
　　3．三組不同深度裂紋的牙隱裂模型在調(diào)合后裂紋尖端應(yīng)力張量極值都明顯變小，安全壽命也有顯著提高，但2.5mm