改良螺旋扩弓器扩大下颌牙弓的三维有限元分析

发布时间：2017-10-24 01:06

  本文关键词：改良螺旋扩弓器扩大下颌牙弓的三维有限元分析

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【摘要】：目的：本研究通过建立精确高效的、包含下颌牙列、牙周膜、粘膜、下颌骨和改良螺旋扩弓器的三维有限元模型,针对改良下颌螺旋扩弓器的改良特点,模拟运用不同固位方式和不同扩弓臂形态的螺旋扩弓器模拟扩大下颌牙弓,对其扩大下颌牙弓的机制进行生物力学方面的探讨,为临床应用改良下颌螺旋扩弓器提供理论依据,并指导正畸医生对下颌螺旋扩大器进行改良设计制作,从而在临床获得较好的扩弓效果。方法：1.选择一名个别正常牙合的健康青少年女性志愿者作为实验研究对象,其牙列完整,牙弓形态基本对称,进行头颅CBCT扫描,获得DICOM格式的实验数据,利用Mimics三维重建和有限元建模软件,建立包含下颌牙列、牙周膜、黏膜、下颌骨和改良下颌螺旋扩弓器的三维有限元模型,。2.所建的有限元模型为模型一,分别在模型一中改良螺旋扩弓器上增加第一、二前磨牙的带环固位,建立模型二和三,改良螺旋扩弓器均设置为刚性体,三组模型均加载0.2mm的扩弓量,观察牙齿的初始位移值、牙齿和牙周膜的最大Von-mises应力值,以及下颌骨的应力分布情况。3.在模型一的基础上,将改良螺旋扩弓器设置为变形体,建立模型四, 模型五在模型四的基础上, 将改良螺旋扩弓器的网状支架去除,两组模型分别加载0.2mm的扩弓量,观察牙齿的初始位移值、牙齿和牙周膜的最大Von-mises应力值, 以及下颌骨的应力分布情况。结果：1.建立了包含下颌骨、牙列、牙周膜、黏膜、改良螺旋扩弓器,能模拟下颌扩弓的三维有限元模型,几何相似度高、具有生物力学特性,包含201080个节点,154318个单元,其中改良下颌螺旋扩弓器三维有限元模型包括17188个节点,5359个单元。2.模型一、二、三的牙齿初始位移值、牙齿和牙周膜的最大Von-mises应力值近似相等。第一磨牙的初始位移量和最大Von-mises应力值以及牙周膜的最大Von-mises应力值均最大,磨牙的初始位移值大于前磨牙,牙根初始位移量小于牙冠。第一磨牙到邻牙的最大Von-mises应力值和牙周膜Von-mises应力最大值逐渐减小。三组模型颌骨的应力分布大致相似,分布比较广泛,牙齿颊舌侧牙槽骨均有分布。3.模型五的牙齿初始位移值、牙齿的最大Von-mises应力值、牙周膜Von-mises最大应力值、颌骨应力分布范围均小于模型四,模型五颌骨应力分布在牙槽骨较少,模型四的颌骨应力主要分布在磨牙区牙槽骨。两个模型的前磨牙区初始位移值均大于磨牙区,第一磨牙的最大Von-mises应力值、牙周膜Von-mises最大应力值均比其他牙齿大。模型四扩弓臂趋向于整体的形变,模型五扩弓臂接近扩弓器螺簧处形变较大,而远端形变较小。4.模型四的牙齿初始位移值、牙齿的最大Von-mises应力值、牙周膜Von-mises最大应力值、颌骨应力分布范围均小于模型一。结论：1.本实验建立的有限元模型几何相似度高、具有良好的生物力学特性,能够较好地模拟临床实际,为深入研究改良螺旋扩弓器扩大下颌牙弓的生物力学行为打下了基础。2.运用改良螺旋扩弓器下颌扩弓时,增加前磨牙固位对扩弓效果没有明显影响。3.扩弓臂的形变产生的扭力对牙齿的初始位移和颌骨的应力分布影响较大,改良下颌螺旋扩弓器由于增加了扩弓臂的网状支架,提高了扩弓器整体刚性,降低了扩弓臂整体形变,从而提高了扩弓效果。4.对下颌螺旋扩弓器进行改良以提高其刚性,使扩弓力更加有效地作用于牙槽骨,有助于获得稳定的牙弓宽度增加,为临床正畸医生改良制作下颌扩弓器,提高下颌扩弓效果,提供了生物力学方面的理论依据。
【关键词】：螺旋扩弓器 下颌扩弓 三维有限元 应力分布
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R783.5
【目录】：

• 中文摘要5-7
• 英文摘要7-10
• 前言10-14
• 第1章 下颌牙列、牙周膜、黏膜、下颌骨和改良螺旋扩弓器的三维有限元模型的建立14-23
• 1.1 材料与方法14-17
• 1.2 结果17-19
• 1.3 讨论19-22
• 1.4 结论22-23
• 第2章 不同固位方式改良螺旋扩弓器扩大下颌牙弓的三维有限元分析23-30
• 2.1 材料与方法23-25
• 2.2 结果25-27
• 2.3 讨论27-29
• 2.4 结论29-30
• 第3章 不同扩弓臂形态改良螺旋扩弓器扩大下颌牙弓三维有限元分析30-39
• 3.1 材料与方法30-31
• 3.2 结果31-35
• 3.3 讨论35-38
• 3.4 结论38-39
• 全文总结39-40
• 参考文献40-46
• 典型病例46-54
• 附录54-55
• 致谢55-56
• 综述56-63
• 参考文献60-63

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