上颌前牙整体内收的三维有限元分析

发布时间：2020-03-23 02:29

【摘要】： 目的:利用三维有限元法研究上颌六个前牙阻抗中心的定位,并直接模拟直丝弓矫治技术中以不同方向牵引力内收上前牙,分析各前牙的移动趋势及应力分布,为临床治疗提供指导。方法:第一部分在ANSYS8.1中建立带唇侧直丝弓矫治器、六个上前牙及其牙周膜和前颌骨的三维有限元模型。第二部分模拟以2×2mm~2的不锈钢唇弓固定六个上前牙,对其整体施加150g水平向后牵引力,施力的高度为2～14mm,由此研究6个前牙的阻抗中心。第三部分直接模拟在0.019×0.025英寸主弓丝上,以种植体为支抗、150g力整体内收上前牙,设定前牙区牵引钩为0～6mm、后牙区种植体高度分别为8mm和14mm。加载后求解,计算出各前牙的位移及牙周膜第一主应力。结果:(1)本研究建模技术灵活、方便,建立的模型具有良好的几何相似性和生物力学相似性。(2)水平向后牵引力的作用点升高时,上前牙的位移和应力分布趋势各不相同:切牙的唇舌向位移由冠舌向倾斜逐渐变为舌向整体移动和舌向控根移动,尖牙则以冠舌向倾斜位移为主;前牙位移量随牵引力高度增加而增大,但位移趋势较为稳定;牙周膜应力分布与其位移趋势相一致。牵引钩长度为10mm时,六个前牙的舌向位移和牙周膜的应力分布最为均匀。(3)直丝弓矫治技术整体内收上前牙时,牵引钩的长度主要影响前牙的矢状向位移方式:牵引钩长度增加至6mm的过程中,除侧切牙在唇舌向上由舌向倾斜运动变为舌向整体平移和舌向控根运动外,前牙的三维位移只有数量的增大,趋势基本保持不变。种植体的高度主要影响前牙的垂直向位移:种植体的位置越高,侧切牙的压低位移增大、尖牙的伸长位移减小,即前牙整体压低的趋势更明显。结论:本研究认为上颌六个前牙的阻抗中心垂直向上位于中切牙切缘龈方14mm左右。临床上内收前牙时,需根据个体的前牙唇倾度、牙槽骨高度等因素调节牵引力的方向,建议适当运用摇椅形以精确控制前牙的移动。
【图文】：

实体模型,关键点,正方向,坐标

各材料界面清晰，转换为 BMP 格式图像。1.2.3 上前牙及前颌骨有限元模型的建立系列的 CT 图像在 PhotoShop8.1 清晰化处理后，选取特 11 个特征性层面。建立坐标系如下：冠状向为 X 轴，正方向为由左向右；矢状向为 Y 轴，正方向为舌侧向唇侧；垂直向为 Z 轴，正方向为冠部向根部。采用GetData2.0依次读取CT图像，以图像左下角为原点建立统一的坐标系，按逆时针方向手工选取每个牙齿外轮廓线上 20～30 个关键点，即可直接读取其二维坐标。根据其纵向层次添加相应的 Z 轴坐标，整理成各关键点三维坐标，以 k, n, x, y, z,形式保存。在 AutoCAD2006 中将牙根的关键点向外侧偏移 0.25mm获得牙周膜外侧的关键点坐标。采用 ANSYS 参数化设计语言（APDL, Ansysprogrammed design language）的 Bsplin、Askin 等命令〔20〕，将关键点坐标依次形成多义曲线、曲面，导入 ANSYS8.1，在其前处理模块中形成中切牙、侧切牙和尖牙及其牙周膜的实体（见图 1-1，1-2）。

牙周膜,实体模型,关键点

各材料界面清晰，转换为 BMP 格式图像。1.2.3 上前牙及前颌骨有限元模型的建立系列的 CT 图像在 PhotoShop8.1 清晰化处理后，选取特 11 个特征性层面。建立坐标系如下：冠状向为 X 轴，正方向为由左向右；矢状向为 Y 轴，正方向为舌侧向唇侧；垂直向为 Z 轴，，正方向为冠部向根部。采用GetData2.0依次读取CT图像，以图像左下角为原点建立统一的坐标系，按逆时针方向手工选取每个牙齿外轮廓线上 20～30 个关键点，即可直接读取其二维坐标。根据其纵向层次添加相应的 Z 轴坐标，整理成各关键点三维坐标，以 k, n, x, y, z,形式保存。在 AutoCAD2006 中将牙根的关键点向外侧偏移 0.25mm获得牙周膜外侧的关键点坐标。采用 ANSYS 参数化设计语言（APDL, Ansysprogrammed design language）的 Bsplin、Askin 等命令〔20〕，将关键点坐标依次形成多义曲线、曲面，导入 ANSYS8.1，在其前处理模块中形成中切牙、侧切牙和尖牙及其牙周膜的实体（见图 1-1，1-2）。
【学位授予单位】：福建医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：R783.5

【相似文献】