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上頜前牙整體內(nèi)收的三維有限元分析

發(fā)布時間:2020-03-23 02:29
【摘要】: 目的:利用三維有限元法研究上頜六個前牙阻抗中心的定位,并直接模擬直絲弓矯治技術中以不同方向牽引力內(nèi)收上前牙,分析各前牙的移動趨勢及應力分布,為臨床治療提供指導。 方法:第一部分在ANSYS8.1中建立帶唇側直絲弓矯治器、六個上前牙及其牙周膜和前頜骨的三維有限元模型。第二部分模擬以2×2mm~2的不銹鋼唇弓固定六個上前牙,對其整體施加150g水平向后牽引力,施力的高度為2~14mm,由此研究6個前牙的阻抗中心。第三部分直接模擬在0.019×0.025英寸主弓絲上,以種植體為支抗、150g力整體內(nèi)收上前牙,設定前牙區(qū)牽引鉤為0~6mm、后牙區(qū)種植體高度分別為8mm和14mm。加載后求解,計算出各前牙的位移及牙周膜第一主應力。 結果:(1)本研究建模技術靈活、方便,建立的模型具有良好的幾何相似性和生物力學相似性。(2)水平向后牽引力的作用點升高時,上前牙的位移和應力分布趨勢各不相同:切牙的唇舌向位移由冠舌向傾斜逐漸變?yōu)樯嘞蛘w移動和舌向控根移動,尖牙則以冠舌向傾斜位移為主;前牙位移量隨牽引力高度增加而增大,但位移趨勢較為穩(wěn)定;牙周膜應力分布與其位移趨勢相一致。牽引鉤長度為10mm時,六個前牙的舌向位移和牙周膜的應力分布最為均勻。(3)直絲弓矯治技術整體內(nèi)收上前牙時,牽引鉤的長度主要影響前牙的矢狀向位移方式:牽引鉤長度增加至6mm的過程中,除側切牙在唇舌向上由舌向傾斜運動變?yōu)樯嘞蛘w平移和舌向控根運動外,前牙的三維位移只有數(shù)量的增大,趨勢基本保持不變。種植體的高度主要影響前牙的垂直向位移:種植體的位置越高,側切牙的壓低位移增大、尖牙的伸長位移減小,即前牙整體壓低的趨勢更明顯。 結論:本研究認為上頜六個前牙的阻抗中心垂直向上位于中切牙切緣齦方14mm左右。臨床上內(nèi)收前牙時,需根據(jù)個體的前牙唇傾度、牙槽骨高度等因素調(diào)節(jié)牽引力的方向,建議適當運用搖椅形以精確控制前牙的移動。
【圖文】:

實體模型,關鍵點,正方向,坐標


各材料界面清晰,轉(zhuǎn)換為 BMP 格式圖像。1.2.3 上前牙及前頜骨有限元模型的建立系列的 CT 圖像在 PhotoShop8.1 清晰化處理后,選取特 11 個特征性層面。建立坐標系如下:冠狀向為 X 軸,正方向為由左向右;矢狀向為 Y 軸,正方向為舌側向唇側;垂直向為 Z 軸,正方向為冠部向根部。采用GetData2.0依次讀取CT圖像,以圖像左下角為原點建立統(tǒng)一的坐標系,按逆時針方向手工選取每個牙齒外輪廓線上 20~30 個關鍵點,即可直接讀取其二維坐標。根據(jù)其縱向?qū)哟翁砑酉鄳?Z 軸坐標,整理成各關鍵點三維坐標,以 k, n, x, y, z,形式保存。在 AutoCAD2006 中將牙根的關鍵點向外側偏移 0.25mm獲得牙周膜外側的關鍵點坐標。采用 ANSYS 參數(shù)化設計語言(APDL, Ansysprogrammed design language)的 Bsplin、Askin 等命令〔20〕,將關鍵點坐標依次形成多義曲線、曲面,導入 ANSYS8.1,在其前處理模塊中形成中切牙、側切牙和尖牙及其牙周膜的實體(見圖 1-1,1-2)。

牙周膜,實體模型,關鍵點


各材料界面清晰,轉(zhuǎn)換為 BMP 格式圖像。1.2.3 上前牙及前頜骨有限元模型的建立系列的 CT 圖像在 PhotoShop8.1 清晰化處理后,選取特 11 個特征性層面。建立坐標系如下:冠狀向為 X 軸,正方向為由左向右;矢狀向為 Y 軸,正方向為舌側向唇側;垂直向為 Z 軸,,正方向為冠部向根部。采用GetData2.0依次讀取CT圖像,以圖像左下角為原點建立統(tǒng)一的坐標系,按逆時針方向手工選取每個牙齒外輪廓線上 20~30 個關鍵點,即可直接讀取其二維坐標。根據(jù)其縱向?qū)哟翁砑酉鄳?Z 軸坐標,整理成各關鍵點三維坐標,以 k, n, x, y, z,形式保存。在 AutoCAD2006 中將牙根的關鍵點向外側偏移 0.25mm獲得牙周膜外側的關鍵點坐標。采用 ANSYS 參數(shù)化設計語言(APDL, Ansysprogrammed design language)的 Bsplin、Askin 等命令〔20〕,將關鍵點坐標依次形成多義曲線、曲面,導入 ANSYS8.1,在其前處理模塊中形成中切牙、側切牙和尖牙及其牙周膜的實體(見圖 1-1,1-2)。
【學位授予單位】:福建醫(yī)科大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2007
【分類號】:R783.5

【相似文獻】

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本文編號:2596032

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