前牙反合是正畸臨床常見錯(cuò)合類型之一。傳統(tǒng)治療上頜發(fā)育不足的青少年患者是利用合墊配合面具進(jìn)行前方牽引。雖然可以使患者面型得到一定程度的改善，但同時(shí)會(huì)引起上前牙唇傾和磨牙傾斜等不利代償，從而加大了后期矯治的難度。 利用微種植體支抗輔助上頜復(fù)合體進(jìn)行前方牽引是近年來發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)。以往的報(bào)道多集中于微型鈦板進(jìn)行前方牽引，關(guān)于微種植釘進(jìn)行牽引的研究較少，同時(shí)對(duì)于牽引時(shí)骨縫間生物力學(xué)變化會(huì)產(chǎn)生何種影響，目前尚不清楚。 本實(shí)驗(yàn)通過計(jì)算機(jī)建立微種植釘輔助上頜進(jìn)行前方牽引的三維有限元模型，對(duì)不同前方牽引條件下上頜骨骨縫的應(yīng)力分布特征進(jìn)行分析，以期為臨床提供一定借鑒和參考。 本研究共分為四部分： 實(shí)驗(yàn)一：微種植釘輔助上頜復(fù)合體進(jìn)行前方牽引的三維有限元模型建立。 目的：建立包括上頜骨復(fù)合體、微種植釘、上頜骨10條骨縫在內(nèi)的三維有限元模型，為后續(xù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)提供平臺(tái)。方法：選取一名年齡為10歲，混合牙列，上頜發(fā)育不足的青少年患者作為數(shù)據(jù)采集對(duì)象。利用螺旋CT進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics10.1軟件，通過篩選、灰度選擇、自動(dòng)提取和手動(dòng)擦除等方式提取與生成頜面復(fù)合體的三維有限元模型。然后通過Geomagic軟件對(duì)模型進(jìn)行光順和實(shí)體化處理，得到頜面復(fù)合體的CAD模型。最后采用Solidworks軟件建立出各骨縫和種植釘?shù)哪Ｐ停⒏鞑糠帜Ｐ蛯?dǎo)入Ansys Workbench14軟件中進(jìn)行組裝和處理，建立出頜面復(fù)合體三維有限元模型。結(jié)果：建立由節(jié)點(diǎn)數(shù)1340450個(gè)，單元數(shù)773547個(gè)構(gòu)成的微種植釘輔助上頜復(fù)合體進(jìn)行前方牽引的三維有限元模型。結(jié)論：建立的模型具有較好的幾何和力學(xué)相似性，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供了良好的操作基礎(chǔ)。 實(shí)驗(yàn)二：不同前牽力值在種植體輔助上頜前方牽引時(shí)顱頜面骨縫應(yīng)力分布特征的三維有限元分析 目的：在已建立的有限元模型基礎(chǔ)上，分析在不同大小前方牽引力值作用下，顱面復(fù)合體骨縫的應(yīng)力分布特征。方法：在上頜顴牙槽嵴處加載與合平面呈向下30°，大小分別為300g、500g、800g前方牽引力，分析各骨縫的應(yīng)力特征。結(jié)果：不同前牽力值在顱頜面骨縫產(chǎn)生的應(yīng)力大小不同。同一力值下，等效應(yīng)力由大到小依次為：翼腭縫＞顴顳縫＞鼻額-額頜縫＞腭橫縫＞顴頜縫＞顴額縫；并且同一骨縫內(nèi)應(yīng)力分布也不均勻。隨著力值增大，各骨縫應(yīng)力均有所增加，應(yīng)力變化趨勢(shì)為翼腭縫＞顴顳縫＞鼻額-額頜縫＞腭橫縫＞顴頜縫＞顴額縫。結(jié)論：相同牽引力值下，不同骨縫應(yīng)力大小不同，同一骨縫應(yīng)力分布也不均勻。隨著牽引力增加，不同骨縫應(yīng)力均有增加。臨床選用不同牽引力值，對(duì)各骨縫打開作用不同。 實(shí)驗(yàn)三：不同牽引方向在種植釘輔助上頜前方牽引時(shí)顱頜面骨縫應(yīng)力特征的三維有限元分析。 目的：研究在不同牽引方向進(jìn)行前方牽引時(shí)，上頜骨各骨縫的應(yīng)力應(yīng)變特征。方法：在建立三維有限元模型基礎(chǔ)上，在500g牽引力值下，分別研究-60°、-45°、-30°、-15°、0°、15°、30°、45°、60°牽引角度時(shí)各骨縫應(yīng)力應(yīng)變特征。結(jié)果：隨著牽引角度的增加，各骨縫應(yīng)力分布情況各不相同。應(yīng)力分布以翼腭縫和顴顳縫較為集中，翼腭縫在-60°~0°時(shí)，等效應(yīng)力逐漸增大，其中在0°時(shí)達(dá)到峰值，0°~60°時(shí)，等效應(yīng)力逐漸減小。顴顳縫在-15°開始，隨著角度增大應(yīng)力分布逐漸減小。當(dāng)牽引角度由-60°~60°變化時(shí)，各骨縫均表現(xiàn)出不同程度的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)。結(jié)論：1.不同方向的前方牽引力，在上頜骨骨縫產(chǎn)生的應(yīng)力大小不同，以翼腭縫和顴顳縫最明顯。2.加載角度相同時(shí)，同一骨縫不同點(diǎn)受到應(yīng)力也不相同。3.牽引角度為0°時(shí)，翼腭縫應(yīng)力分布達(dá)到峰值，對(duì)翼腭縫牽張有積極意義。4.在此牽引角度范圍變化時(shí)，上頜骨各骨縫表現(xiàn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)。. 實(shí)驗(yàn)四：不同部位植入微種植釘進(jìn)行前方牽引時(shí)應(yīng)力應(yīng)變特征差異的三維有限元分析 目的：研究在不同部位植入微種植釘進(jìn)行前方牽引時(shí)，上頜骨各骨縫的應(yīng)力應(yīng)變特征差異。方法：在建立的微種植釘輔助上頜骨進(jìn)行前方牽引的三維有限元模型基礎(chǔ)上，分別將微種植釘植入在上頜顴牙槽嵴區(qū)和前牙區(qū)（雙側(cè)側(cè)切牙與尖牙牙根上方6mm）。在500g牽引力值，合平面向下30°牽引時(shí)，分析各骨縫應(yīng)力應(yīng)變特征差異。結(jié)果：在顴牙槽嵴區(qū)進(jìn)行牽引時(shí)，各骨縫應(yīng)力分布比在前牙區(qū)進(jìn)行牽引時(shí)更為集中。并且應(yīng)力多集中在頜面骨中下部。在顴牙槽嵴區(qū)進(jìn)行-30°牽引時(shí)，上頜骨有逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)，在前牙區(qū)進(jìn)行-30°牽引時(shí)，上頜骨有順時(shí)針旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)。結(jié)論：1.無論在前牙區(qū)還是顴牙槽嵴區(qū)利用種植釘進(jìn)行前方牽引，均可刺激上頜骨相關(guān)骨縫的生長(zhǎng)。2.在顴牙槽嵴區(qū)進(jìn)行-30°牽引時(shí)，上頜骨有逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)，提示對(duì)治療的反覆合較深的患者有積極意義；在前牙區(qū)進(jìn)行-30°牽引時(shí)，上頜骨有順時(shí)針旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)，提示對(duì)治療高角開合病例有積極意義。
【學(xué)位單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：R783.5
【部分圖文】：

2.2 MIMICS 圖像處理將獲得的掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics10.1軟件（圖1），由軟件視窗可以從三維角度觀察掃描的圖像信息，Mimics10.1軟件的優(yōu)點(diǎn)在于可以利用圖像增強(qiáng)功能來分辨組織，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行篩選。依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢⑾骂M相關(guān)圖像信息去除，在剩下的圖層通過不斷采用軟件調(diào)整灰度值在頜骨所在范圍56-353之間提取圖像數(shù)據(jù)。在提取輪廓后，用布爾操作和運(yùn)算合并成一個(gè)整體模型。通過Mimics10.1軟件中自帶的提取和手動(dòng)擦除功能，逐層修改圖像信息中的不相關(guān)組織及偽影，以進(jìn)一步區(qū)分和分離組織，得到更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。最后通過三維重建功能在Mimics10.1中得到顱骨的三維效果圖，從而直觀地顯示出上頜顱骨復(fù)合體的三維形態(tài)。圖 1 在 Mimics 中提取上頜骨數(shù)據(jù)2.3 CAD 模型的構(gòu)建采用逆向工程的方法構(gòu)建上頜顱骨復(fù)合體的三維 CAD 模型。先將所獲得的三維圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為.stl格式

頜顱骨在 Mimics 中三維效果圖以及生成曲面模型的對(duì)比圖2.4 骨縫結(jié)構(gòu)的構(gòu)建獲得上頜顱骨復(fù)合體的 CAD 模型后，采用 Solidworks 軟件來構(gòu)建本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的骨縫結(jié)構(gòu)。結(jié)合 Mimics 模型數(shù)據(jù)，標(biāo)定出相關(guān)骨縫的空間位置，根據(jù)這些標(biāo)定點(diǎn)在相應(yīng)位置建立出骨縫曲面，之后使用 Solidworks 的曲面功能進(jìn)行布爾運(yùn)算，切割出0.5mm 厚度的骨縫結(jié)構(gòu)（圖 4）。為使計(jì)算結(jié)果更精確，本實(shí)驗(yàn)共對(duì)頜面復(fù)合體 10條骨縫進(jìn)行了建模。2.5 微種植釘?shù)臉?gòu)建為了便于裝配和計(jì)算，將微種植體設(shè)計(jì)成為直徑為 2mm，高度為 3mm 的圓柱形結(jié)構(gòu)（圖 5），然后根據(jù)臨床實(shí)際種植釘植入位置，采用與上頜合平面成 60 度角

-20-圖 3 上頜顱骨在 Mimics 中三維效果圖以及生成曲面模型的對(duì)比圖構(gòu)的構(gòu)建頜顱骨復(fù)合體的 CAD 模型后，采用 Solidworks 軟件來構(gòu)建本結(jié)合 Mimics 模型數(shù)據(jù)，標(biāo)定出相關(guān)骨縫的空間位置，根據(jù)這立出骨縫曲面，之后使用 Solidworks 的曲面功能進(jìn)行布爾運(yùn)算的骨縫結(jié)構(gòu)（圖 4）。為使計(jì)算結(jié)果更精確，本實(shí)驗(yàn)共對(duì)頜面了建模。釘?shù)臉?gòu)建于裝配和計(jì)算，將微種植體設(shè)計(jì)成為直徑為 2mm，高度為 3m5），然后根據(jù)臨床實(shí)際種植釘植入位置，采用與上頜合平面成磨牙牙槽嵴頂 6mm（第一和第二磨牙根尖之間的上方）。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 林香君;王林;趙春洋;;上頜前方牽引矯治早期骨性Ⅲ類錯(cuò)牙合的研究進(jìn)展[J];口腔生物醫(yī)學(xué);2015年03期

2 王曉譽(yù);賀佳;;骨種植釘上頜前牽引和支架上頜牽引的比較研究[J];齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2014年24期

本文編號(hào)：2834935