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无托槽隐形矫治尖牙向远中移动的有限元研究近年来,随着无托槽隐形矫治技术的发展,它以其独特的美观、卫生、舒适、及具有前瞻性的优点被越来越多的口腔医生使用。
无托槽隐形矫治器作为一种新型矫治器,其矫治量的设计和对牙周组织的影响目前还未见报道,医师对其使用过程中的力学特点还很不熟悉。
本论文旨在使用有限元方法,对使用无托槽隐形矫治方式使尖牙向远中移动进行初步的生物力学研究,分析在受到即刻加载力量时,牙齿的初始应力分布,为临床应用提供理论依据,指导临床操作,并为今后更好的研究无托槽隐形矫治的生物力学性能探索一种科学方法。
本研究共分三个部分。1.正畸拔牙病例牙颌有限元模型的建立采用CT成像技术,对一拔除双尖牙的病例的下牙列及下颌骨进行横断位扫描,在此基础上利用Mimics软件对其进行三维重建,并使用有限元分析软件MSC.Marc构造了牙齿、牙周膜、牙槽骨的有限元模型。本研究建立的有限元模型具有良好的结构形态,较真实的再现了牙颌组织的结构特征,在此基础上选择适当的材料参数、约束条件及加载方式,即可对不同工作状况下的力学状态进行模拟,直观的观察牙颌各组成部分的受力状况。
2.无托槽隐形矫治器与固定矫治器矫治远中移动尖牙的有限元对比分析在所建成的下牙列及下颌骨的有限元模型上,分别模拟固定矫治方式及无托槽隐形矫治方式对尖牙施加向远中的矫治力,比较两种矫治方式对尖牙及牙周膜的平均主应力和VonMises应力的变化,以及牙齿旋转中心的变化。结果显示,使用两种矫治方式均使尖牙向远中倾斜移动,但使用无托槽隐形矫治方法较固定矫治方法移动尖牙时,牙、牙周膜、牙槽骨受到的平均主应力及VonMises应力均较小,其峰值出现的区域也较小。即无托槽隐形矫治方法移动牙齿时其应力分布更为合理,对牙齿更为安全,且使用无托槽隐形矫治方法较固定矫治方法移动尖牙时,牙齿倾斜移动的旋转中心更靠近根方,即更接近整体移动。
3.使用国产无托槽隐形矫治整体移动尖牙的最佳施力方式的研究本研究对如何使用无托槽隐形矫治达到尖牙远中整体移动的最佳施力方式进行了探讨,对尖牙同时施加向远中的矫治力和冠向近中的力矩,分析在不同的力与力矩的组合时,尖牙的应力分布状况及离散程度。得到结论,当尖牙受到的远中的力与冠向近中的力矩的比例为(M/F)为7.25~7.5时,尖牙最接近整体移动。如使用目前国产无托槽隐形矫治器通常使用的材料,可估算出,将尖牙远中移动0.4mm,同时牙冠向近中旋转5~6°左右,可达到较理想的整体移动效果。在临床实际应用过程中,还应根据牙齿的实际长度、牙槽骨高度、牙周膜的附着情况、矫治器的材料等的不同,具体分析,以确定实际的施力方式,设计出最佳的矫治步骤。