下颌第二磨牙近中移动的三维有限元分析

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目的:准确、高效地建立了一侧下颌第一磨牙缺失的牙列-牙周膜-下颌骨-固定矫治器-牙列整体连扎的三维有限元模型,研究模拟下颌第一磨牙拔除以后,组牙支抗近中移动下颌第二磨牙,不同加载方式下磨牙与各支抗牙的牙周应力与初始位移情况,为临床近中移动下颌第二磨牙提供依据。方法:1.选择一名健康女青年行头颅CT扫面,将所得截面影像数据直接传输、处理,生成三维模型,划分网格,赋予相应材料力学参数,建立医学上可以分析利用的一侧下颌第一磨牙缺失的牙列-牙周膜-下颌骨-固定矫治器-牙列整体连扎的三维有限元模型。2.在所建三维有限元模型上,预紧值a=0,不同的支抗牙数及不同的加力方式下,对下颌第二磨牙加载150g近中移动的力,观察磨牙与各支抗牙牙周组织Von mises应力分布情况与初始位移情况。3.在所建三维有限元模型上,十颗支抗牙、颊舌侧加力的条件下,对不同的预紧值及加力牙位,使用150g力值近中移动下颌第二磨牙,观察各支抗牙牙周组织Von mises应力分布情况与初始位移情况。结果:1.建立了包含矫治系统(托槽、弓丝、8字结扎)的下颌牙列(一侧磨牙缺失)及其牙周支持组织(牙周膜、皮质骨、松质骨)的三维有限元模型(127158个单元,249358个节点)。2.在150g力值的作用下,磨牙与各支抗牙的Von mises均未超过26kPa。随着支抗牙数目的增多,各支抗牙所受应力逐渐减小;双侧加力时各支抗牙所受应力较单侧加力时为小。单侧加力,易造成磨牙与支抗牙的旋转移动;双侧加力时,磨牙有倾斜移动的趋势,支抗牙同样有旋转趋势,但位移量较单侧加力为小。3.各种工况中牙齿的应力峰值都集中在牙周膜的颈部,根中及根尖区所受应力相对较小,其中10颗支抗牙,双侧加力时,各支抗牙所受应力最小且分布均匀,初始位移量也最小。4.在支抗牙数不变,双侧加力的条件下,预紧值a=0,缺牙侧第一前磨牙受力时,牙周组织的受力小,且分布均匀。牙周组织的受力以牙体最大,密质骨和松质骨次之,牙周膜受力最小。随着支抗牙受力部位的变化,缺牙侧两前磨牙颈缘的应力集中点未发生变化。结论:1.模型的精确度较高,能够较好的模拟出临床实际。2.150g力值可以有效的移动下颌第二磨牙,且不易引起牙周损伤。3.近中移动下颌第二磨牙时,应尽可能多的增加支抗牙的数目,使用双侧加力,使各支抗牙所受应力减小,但下颌第二磨牙有倾斜移动的趋势,这要求我们在临床工作中可以在磨牙区使用II类牵引或后倾曲等方法来抵消这种副作用。4.临床中在近中移动下颌第二磨牙时,应减小支抗牙“8”结扎的力度,并将支抗牙的受力位点前移到缺牙侧第一前磨牙。
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