【摘要】： 目的 舌側(cè)正畸技術(shù)是目前技術(shù)含量最高、美觀性最好的口腔正畸技術(shù)。近年來(lái)在簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)室步驟、減少椅旁操作時(shí)間,CAD/CAM技術(shù)的運(yùn)用、臨床疑難病例的治療及生物力學(xué)的研究等方面都有很大的發(fā)展。由于舌側(cè)正畸技術(shù)在托槽間距、牙齒的施力點(diǎn)與阻力中心的距離及位置關(guān)系等方面與唇側(cè)正畸不同,因而兩者的生物力學(xué)有很大的不同。目前有關(guān)生物力學(xué)方面的報(bào)道只有上頜中切牙、下頜尖牙及下頜第一磨牙。而上頜第一磨牙是(牙合)的關(guān)鍵,它與下頜第一磨牙的位置關(guān)系是錯(cuò)(牙合)畸形診斷的基礎(chǔ),在矯治過(guò)程中,作為支抗牙較難控制,因而研究上頜第一磨牙的生物力學(xué)對(duì)臨床治療有重要的參考價(jià)值。本研究的目的是通過(guò)建立上頜第一磨牙、牙周膜、牙槽骨及矯治器的三維有限元模型,并在模型上模擬臨床對(duì)矯治器進(jìn)行加力,從而研究各種載荷作用下,牙齒的移動(dòng)和牙周組織的應(yīng)力分布,為臨床提供一定的理論依據(jù)。 方法 1、選取日本Nission公司具有牙冠和牙根的全口牙列教學(xué)模型模具中的左上頜第一磨牙。用線激光掃描儀對(duì)左上頜第一磨牙模具冠根進(jìn)行分區(qū)域掃描,得到完整的牙齒表面形態(tài).stp文件,將其導(dǎo)入CAD軟件CATIA V5,通過(guò)其曲面建模功能,建立左上頜第一磨牙的三維幾何模型。在此基礎(chǔ)上再建立牙周膜、牙槽骨、矯治器的三維幾何模型。然后將三維幾何模型的數(shù)據(jù)讀入有限元軟件MSC.PATRAN中,得到有限元模型,并進(jìn)行自動(dòng)網(wǎng)格4節(jié)點(diǎn)四面體單元的劃分,共包括25766個(gè)節(jié)點(diǎn),105794個(gè)單元。 2、在有限元模型上加載(1)近中方向水平力2N;(2)近中方向水平力2N+抗傾斜力矩Mt;(3)近中方向水平力2N+抗旋轉(zhuǎn)力矩Mr;(4)近中方向水平力2N+抗傾斜力矩Mt+抗旋轉(zhuǎn)力矩Mr;(5)垂直方向升高力1N;(6)垂直方向壓低力1N;(7)垂直方向升高力1N+抗傾斜力矩Mt;(8)垂直方向壓低力1N+抗傾斜力矩Mt。利用MSC.NASTRAN計(jì)算并分析在以上各種工況下,上頜第一磨牙的位移、應(yīng)力以及牙周膜、牙槽骨的應(yīng)力分布情況。 結(jié)果 1、在單純近中水平力作用下,頰側(cè)加載牙齒近中傾斜伴近中舌向旋轉(zhuǎn),舌側(cè)加載牙齒近中傾斜伴近中頰向傾斜,其中頰側(cè)加載的傾斜度、旋轉(zhuǎn)度大于舌側(cè)加載。在力+抗平衡力拒的作用下,兩者趨于整體移動(dòng),舌側(cè)加載的位移大于頰側(cè)加載,其中頰側(cè)加載Mt=16.2N.mm,Mt/F=8.1:1,Mr=16 N.mm,Mr/F=8:1。舌側(cè)加載Mt=13.8 N.mm,Mt/F=6.9:1,Mr=14.2 N.mm,Mr/F=7.1:1。 2、在垂直力作用下,頰側(cè)加載時(shí)牙齒的頰舌向傾斜度大于舌側(cè)加載時(shí)牙齒的頰舌向傾斜度,傾斜方向相反。在垂直力+抗平衡力矩的作用下,牙齒趨向于整體移動(dòng)時(shí),舌側(cè)加載的位移稍大于頰側(cè)加載的位移,其中頰側(cè)Mt=4.95 N.mm,Mt/F=4.95:1,舌側(cè)Mt=3.6 N.mm,Mt/F=3.6:1。 3、無(wú)論頰側(cè)或舌側(cè)加載,Vonmises應(yīng)力、最大拉應(yīng)力、最大壓應(yīng)力基本都是牙根＞牙周膜＞牙槽骨,且頰側(cè)＞舌側(cè),在水平力或垂直力作用下,當(dāng)加載平衡力矩使牙齒趨向于整體移動(dòng)時(shí),牙周膜、牙槽骨都處于均勻的低應(yīng)力分布,各項(xiàng)應(yīng)力都要小于傾斜移動(dòng),旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。牙根、壓周膜的各項(xiàng)應(yīng)力基本都是牙頸部平面、根分叉平面＞根上1/3平面＞根中1/3平面＞根下1/3平面,牙槽骨在根分叉平面最大。 結(jié)論 1、上頜第一磨牙在水平向整體移動(dòng)時(shí),舌側(cè)加載所需的抗平衡力矩與力之比(M/F)要小于頰側(cè)加載(其中頰側(cè)加載Mt/F=8.1:1,Mr/F=8:1;舌側(cè)加載Mt/F=6.9:1,Mr/F=7.1:1),提示舌側(cè)正畸移動(dòng)效率要高于頰側(cè)正畸,不利于支抗控制,而舌側(cè)正畸近中移動(dòng)時(shí)遠(yuǎn)中舌向旋轉(zhuǎn)有助于支抗加強(qiáng)。舌側(cè)加載牙齒在移動(dòng)過(guò)程中傾斜度、旋轉(zhuǎn)度較頰側(cè)小,使得舌側(cè)正畸更易于趨向整體移動(dòng)。 2、上頜第一磨牙在垂直向整體移動(dòng)時(shí),舌側(cè)加載所需的抗傾斜力矩與力之比要小于頰側(cè)加載(其中頰側(cè)Mt/F=4.95:1,舌側(cè)Mt/F=3.6:1),提示舌側(cè)正畸過(guò)程中上頜第一磨牙更易于升高或壓低。 3、無(wú)論是舌側(cè)加載還是頰側(cè)加載,應(yīng)力的分布基本都是牙根＞牙周膜＞牙槽骨,且頰側(cè)＞舌側(cè)。提示舌側(cè)正畸可能較頰側(cè)正畸不易引起牙齒及牙周組織的損害。當(dāng)牙齒整體移動(dòng)時(shí),牙周膜、牙槽骨處于均勻的低應(yīng)力分布,且整體移動(dòng)時(shí)的應(yīng)力要小于傾斜移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)移動(dòng),提示整體移動(dòng)有利于牙周組織的健康。 4、牙根、牙周膜的應(yīng)力主要集中在牙頸部和根分叉處,牙槽骨的應(yīng)力主要集中在根分叉處,提示若加力過(guò)大牙齒可能在牙頸部和根分叉處容易吸收,牙槽骨在根分叉處易受到破壞,在臨床上要注意觀察這些部位的變化。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：R783.5

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本文編號(hào)：2640392