双钥匙曲整体内收上前牙的三维有限元分析

发布时间：2017-09-27 15:14

  本文关键词：双钥匙曲整体内收上前牙的三维有限元分析

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【摘要】：上颌前突是临床上较为常见的一种错合畸形。对于牙性前突或者轻度的骨性前突常常通过拔除上颌第一前磨牙,尽量内收前牙改善患者侧貌。但是在内收过程中常常出现上前牙过于直立甚至舌倾、伸长等副作用,给患者的功能和美观造成了很大的影响。为了获得整体内收前牙的效果,众多正畸医生通过改变牵引钩和微种植体的高度[1,2]、弯制摇椅[3]、改变弓丝尺寸[4]或者在闭隙曲内收时改变闭隙曲的高度[5]、位置[6]、形状[7]或者增加人字形曲[8]等辅助手段来控制前牙的移动方式。以上方法虽可以有效的控制前牙移动趋势,但是内收前牙是一个持续的过程,我们需要根据可能发生的情况而进行调整,此时以上方法则显示出不同程度的局限性。而双钥匙曲的出现则可以很好地避开了不能随时调整的局限性。根据前牙移动的需要我们可以随时调整钥匙曲的加力方式,而无需频繁地弯制弓丝或者重复调整人字形曲而造成弓丝疲劳、折断等。三维有限元分析方法是利用数学方法对真实的物理系统进行模拟,作为一种力学分析方法,其已广泛应用于口腔生物力学研究领域。目前关于三维有限元方法分析滑动法或者T形曲的文献较多,而对于双钥匙曲的力学特征的研究尚未见报道。本实验通过建立双钥匙曲内收上前牙的三维有限元模型,通过相关软件分析在不同的加力方式下牙齿的初始位移以及应力分布,从而更加深入地了解双钥匙曲的力学特征,以期为临床中使用双钥匙曲提供一定的参考。本研究共分为以下三个部分:实验一:双钥匙曲内收上前牙的三维有限元模型的建立目的:通过建立双钥匙曲内收上前牙的三维有限元模型,为后续实验奠定基础并提供力学研究平台。方法:选择一名健康的成年男性患者,需拔除上颌第一前磨牙进行内收。待排齐整平后进行cbct扫描,获得上颌骨和上颌牙列的dicom格式的数据信息,将数据导入mimics软件中,进行阈值的设定以及对一些信息进行消除,进而在3d重构的作用下获得初步的三维模型。经geomagicstudio软件的初步优化、皮质骨、松质骨和牙周膜等材料参数的设定获得牙列和颌骨的三维模型。使用ugnx8.5建立托槽、弓丝模型,并将所得的模型进行组装后在ansys软件中进行网格划分和材料属性定义以及边界的约束,最终建立双钥匙曲内收上前牙的三维有限元模型。结果:建立了仿真度较高的双钥匙内收上前牙的三维有限元模型,该模型共划分为239157个单元和416833个节点。结论:通过cbct扫描以及多种软件的联合运用建立了精确度较高、几何相似性较好的双钥匙曲内收上前牙的三维有限元模型。实验二:不同的加力方式下双钥匙曲内收上前牙的三维有限元分析目的:探讨双钥匙曲内收前牙时,不同的加力方式下双钥匙曲的力学特征以及牙齿移动的方式。方法:首先在ansys软件中计算双钥匙曲打开1mm所需的力和力矩,然后将所得的结果加载到有限元模型中,分别比较末端回弯加力、结扎丝加力和结扎丝加力联合顶部连扎三种工况下牙齿移动的方式。结果:末端回弯加力时上前牙出现冠舌向倾斜伴伸长,后牙出现近中倾斜伴扭转;结扎丝加力的情况下上前牙冠舌向倾斜和伸长的程度得到很好的改善,后牙与工况1相比无明显的变化;在结扎丝加力联合顶部连扎的工况下前牙压低量进一步增大,冠舌向倾斜也进一步减小,且中切牙出现冠唇向倾斜。后牙倾斜和扭转的趋势变大。结论:不同的加力方式下牙齿的移动方式不同,通过改变加力方式可以很好地控制前牙移动的方式,但是此时应密切注意后牙的移动趋势。实验三:顶部连扎最适力值的三维有限元分析目的:探讨不同力值的顶部连扎对上前牙移动方式的影响,以期为临床运用提供指导。方法:将实验二中工况3的顶部连扎的力值五等分,获得每个间隔为1°的顶部连扎力值,将所得的六个工况中前牙牙齿移动趋势进行分析比较。结果:随着顶部连扎力值的增加,矢状方向上,前牙由冠舌向倾斜向整体移动转换;垂直方向上牙齿由伸长变为压低;尖牙的压低力值持续加大。结论:通过改变顶部连扎的力值可以获得前牙不同的移动方式,且随着顶部连扎力值增加,前牙冠唇向转矩和压低力值也随之增加。
【关键词】：三维有限元 双钥匙曲 整体内收 生物力学
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R783.5
【目录】：

• 缩略语表5-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-14
• 文献回顾14-26
• 一、整体内收前牙14-22
• 二、有限元分析22-26
• 实验一 双钥匙曲内收上前牙的三维有限元模型的建立26-35
• 1 材料26-27
• 2 方法27-32
• 3 结果32
• 4 讨论32-34
• 5 结论34-35
• 实验二 不同加力方式下双钥匙曲内收上前牙的三维有限元分析35-51
• 1 材料35
• 2 方法35-39
• 3 结果39-47
• 4 讨论47-49
• 5 结论49-51
• 实验三 顶部连扎最适力值的三维有限元分析51-58
• 1 材料51
• 2 方法51-52
• 3 结果52-55
• 4 讨论55-57
• 5 结论57-58
• 小结58-59
• 参考文献59-70
• 个人简历和研究成果70-71
• 致谢71

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本文编号：930393