上颌尖牙埋伏阻生是口腔正畸常见的错(牙合)畸形之一。以往的研究多集中于上颌埋伏尖牙的临床矫治方法上，对正畸矫治过程中埋伏尖牙移动的生物力学机制认识并不清楚，临床正畸仅基于经验。本文采用理论建模、有限元模拟分析和实验研究相结合的方法，对上颌埋伏尖牙正畸牵引过程的仿真及其生物力学量化进行了深入的研究，为临床正畸提供理论依据。　　 论文研究了埋伏尖牙牙颌模型的快速三维重建方法。针对埋伏尖牙正畸有限元建模的难点和上颌埋伏尖牙分型的需求，形成了逆向工程方法和自编程序相结合的半自动建模技术路线。在对影像数据初步处理的基础上，提出了一种三维包围盒分层和平面网格边界搜索相结合的密集点云冗余点过滤方法，实现了埋伏尖牙的牙颌CT影像数据到CAD实体模型的快速高效转换。采用快速原型加工方法，制作了包含埋伏尖牙的牙齿模型，验证了建模方法的可行性和可靠性。　　 研究了牙周膜的非线性材料模型及相关参数。以准线性粘弹性理论为依据，提出了一种能描述牙周膜非线性力学特征的粘弹性模型，并推演和计算了牙周膜的瞬时弹性响应参数和粘性响应参数。通过引入泊松比作为体积压缩度量，利用有限元分析对使用不同材料模型描述下的埋伏尖牙在(牙合)向伸长时的牙周膜响应进行了研究。开展了动物实验，获得了牙齿受牵拉后的牙周膜及牙槽骨的组织变化情况，对所构建的牙周膜粘弹性模型的合理性和有效性进行评估。结果表明，粘弹性模型能够较好地描述牙周膜的力学特性，为埋伏尖牙的正畸有限元仿真奠定了基础。　　 采用有限元模拟和实验两种手段研究了临床牵引力下的牙周膜响应。基于空间运动学计算了排牙前后的牙齿三维空间位移，提出了一种正畸牙齿位移测量和表示方法。采用计算机辅助光学测量技术和图像配准方法，建立了临床牵引状态的牙颌模型。根据正畸牵引附件的材料特性，计算了临床牵引力。采用非线性模型分析了拉簧牵引作用下的牙周膜应力分布情况。运用数字散斑干涉术研究了正畸牵引力作用下的上颌埋伏尖牙位移场分布。使用相移法处理散斑干涉条纹图，获得了三维相位分布图，并与牙周应力有限元分析结果进行比较，定性地验证了有限元仿真方法的可行性和合理性。　　 建立了上颌埋伏尖牙的分型及矫治难度评估体系。采用理论分析和有限元仿真结合的方法研究了影响上颌埋伏尖牙矫治效果的因素。结果表明，埋伏尖牙的方位、牵引力的力值、牵引方向与埋伏尖牙长轴之间的角度是影响牵引效果的主要因素。根据临床正畸习惯，通过建立三维分型坐标系实现了上颌埋伏尖牙的三维影像分型。结合各分型受牵引后的牙齿移动特点，构建了适合不同上颌尖牙埋伏情况的生物力学分型，制定了矫治难度评价标准和综合评估体系，并提出了个体化矫治器设计方案，实现了上颌埋伏尖牙矫治操作的量化和个体化。