【摘要】：目的:通過建立無托槽隱形矯治器三維有限元模型,模擬臨床內(nèi)收上頜切牙的矯治過程,分析和探討無托槽隱形矯治器在不同加力方式作用下,上頜切牙的應(yīng)力分布和牙齒位移趨勢,為無托槽隱形矯治技術(shù)在上頜前牙轉(zhuǎn)矩控制方面的臨床應(yīng)用提供生物力學(xué)依據(jù)。方法:利用錐形束CT掃描符合實驗條件的志愿者頭顱,獲得上頜骨及牙齒的數(shù)據(jù),以DICOM文件格式保存,運用Mimics、Geomagic軟件和ANSYS有限元軟件建立上頜骨、牙列、牙周膜及無托槽隱形矯治器的有限元模型,分三組以不同方式模擬無托槽隱形矯治器對上頜中切牙進(jìn)行加力,A組對上頜中切牙加載腭向的載荷,力量均布于整個牙冠,通過矯治器形變0.2mm實現(xiàn);B組是在A組的基礎(chǔ)上,在上頜中切牙牙冠唇側(cè)頸1/3垂直施加壓力點,通過矯治器形變0.1mm實現(xiàn);C組是在B組的基礎(chǔ)上,在上頜中切牙牙冠腭側(cè)切1/3垂直施加壓力點,通過矯治器形變0.1mm實現(xiàn)。在上頜中切牙唇面中軸線上自牙冠向牙根依次選取6個節(jié)點,分別為切緣中點、唇面中點、唇面頸緣中點、根上1/3點、根中1/3點、根尖點,觀察各標(biāo)志點在X、Y、Z三個方向上的位移大小及方向,分析上頜中切牙的位移趨勢及牙周膜的應(yīng)力分布特點。結(jié)果:1、A組牙周膜的Von-Mises應(yīng)力集中區(qū)主要位于牙周膜腭側(cè)頸部1/3;B組可見牙周膜Von-Mises應(yīng)力集中區(qū)分布在唇、腭側(cè)頸部1/3,牙周膜應(yīng)力由頸部至根尖逐步減小,牙周膜應(yīng)力分布較A組分散;C組牙周膜Von-Mises應(yīng)力集中區(qū)位于牙周膜唇面頸部1/3,及遠(yuǎn)中面根中1/3偏腭側(cè),牙周膜應(yīng)力分布較A組和B組更加均勻。2、牙周膜的Von-Mises最大應(yīng)力值A(chǔ)組最大,C組最小,B組居中。3、牙冠位移量A組大于B組,C組最小,而牙根位移量C組大于B組,A組最小;4、上頜中切牙腭向內(nèi)收時,A組和B組牙冠有伸長,A組伸長量大于B組,C組牙冠有壓低。結(jié)論:無托槽隱形矯治器內(nèi)收上頜切牙,在不同的加載方式下,牙齒出現(xiàn)的移動類型不同,矯治器直接內(nèi)收上頜切牙時,牙齒表現(xiàn)為唇腭向傾斜移動,牙冠腭向移動大于牙根,并且牙冠有伸長的趨勢,提示在內(nèi)收前牙的同時,會出現(xiàn)覆合加深;在矯治器切牙唇側(cè)頸部和腭側(cè)切緣增加壓力點,可以實現(xiàn)牙齒的控根移動,并能防止覆合加深。
【圖文】：

圖 2-1 三維模型建立流程圖2.2.1 獲取模型原始數(shù)據(jù)在志愿者知情同意的情況下，使用 Planmeca CT 機(jī)對其頭顱部進(jìn)行掃描，以獲取志愿者頭顱部錐形束 CT（Cone Beam Computer Tomography，CBCT）,志愿者采取站位，掃描平面與眶耳平面平行，固定志愿者頭部，掃描層厚為 0.4mm，掃描數(shù)據(jù)以 DICOM 格式保存。2.2.2 影像數(shù)據(jù)處理在計算機(jī)上將掃描志愿者頭顱所得到的 DICOM 數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入 MIMICS 軟件，分別定義 X、Y、Z 三維方向，圖片數(shù)據(jù)有序排放。為了分離各硬組織部分，利用 Mimics 軟件進(jìn)行合理的分割處理，調(diào)整不同閾值的上限和下限，調(diào)整灰度

2.2.4 無托槽隱形矯治器的建立無托槽隱形矯治器的模型是依據(jù)牙列建立的，根據(jù)位移量調(diào)整牙列，提取牙列表面數(shù)據(jù)，并對提取的表面數(shù)據(jù)中的漏洞進(jìn)行填補(bǔ)和修正，形成一張與上述表面具有良好貼合關(guān)系的曲面。同時參照隱形矯治器實物的邊界對新建曲面進(jìn)行裁剪修正，此時得到的數(shù)據(jù)即為無托槽隱形矯治器的內(nèi)表面，對此內(nèi)表面進(jìn)行沿法向抽殼，向外擴(kuò)展約 0.75mm[57,58]，即形成無托槽隱形矯治器模型（見圖 2-8）。2.2.5 牙周膜的建立牙周膜的模型是依據(jù)牙根建立的，運用偏移命令均勻擴(kuò)展約 0.25mm[57,59]形成牙周膜三維圖像（見圖 2-7）。利用 UG 軟件中建模、裝配及布爾運算等功能，裝配頜骨、上牙列、牙周膜、隱形矯治器等模型，，即可得到上頜牙列-牙槽骨-牙周膜-隱形矯治器的三維實體模型（見圖 2-9）。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R783.5

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本文編號：2704861