【摘要】： 目的 舌側正畸技術是目前技術含量最高、美觀性最好的口腔正畸技術。近年來在簡化實驗室步驟、減少椅旁操作時間,CAD/CAM技術的運用、臨床疑難病例的治療及生物力學的研究等方面都有很大的發(fā)展。由于舌側正畸技術在托槽間距、牙齒的施力點與阻力中心的距離及位置關系等方面與唇側正畸不同,因而兩者的生物力學有很大的不同。目前有關生物力學方面的報道只有上頜中切牙、下頜尖牙及下頜第一磨牙。而上頜第一磨牙是(牙合)的關鍵,它與下頜第一磨牙的位置關系是錯(牙合)畸形診斷的基礎,在矯治過程中,作為支抗牙較難控制,因而研究上頜第一磨牙的生物力學對臨床治療有重要的參考價值。本研究的目的是通過建立上頜第一磨牙、牙周膜、牙槽骨及矯治器的三維有限元模型,并在模型上模擬臨床對矯治器進行加力,從而研究各種載荷作用下,牙齒的移動和牙周組織的應力分布,為臨床提供一定的理論依據(jù)。 方法 1、選取日本Nission公司具有牙冠和牙根的全口牙列教學模型模具中的左上頜第一磨牙。用線激光掃描儀對左上頜第一磨牙模具冠根進行分區(qū)域掃描,得到完整的牙齒表面形態(tài).stp文件,將其導入CAD軟件CATIA V5,通過其曲面建模功能,建立左上頜第一磨牙的三維幾何模型。在此基礎上再建立牙周膜、牙槽骨、矯治器的三維幾何模型。然后將三維幾何模型的數(shù)據(jù)讀入有限元軟件MSC.PATRAN中,得到有限元模型,并進行自動網格4節(jié)點四面體單元的劃分,共包括25766個節(jié)點,105794個單元。 2、在有限元模型上加載(1)近中方向水平力2N;(2)近中方向水平力2N+抗傾斜力矩Mt;(3)近中方向水平力2N+抗旋轉力矩Mr;(4)近中方向水平力2N+抗傾斜力矩Mt+抗旋轉力矩Mr;(5)垂直方向升高力1N;(6)垂直方向壓低力1N;(7)垂直方向升高力1N+抗傾斜力矩Mt;(8)垂直方向壓低力1N+抗傾斜力矩Mt。利用MSC.NASTRAN計算并分析在以上各種工況下,上頜第一磨牙的位移、應力以及牙周膜、牙槽骨的應力分布情況。 結果 1、在單純近中水平力作用下,頰側加載牙齒近中傾斜伴近中舌向旋轉,舌側加載牙齒近中傾斜伴近中頰向傾斜,其中頰側加載的傾斜度、旋轉度大于舌側加載。在力+抗平衡力拒的作用下,兩者趨于整體移動,舌側加載的位移大于頰側加載,其中頰側加載Mt=16.2N.mm,Mt/F=8.1:1,Mr=16 N.mm,Mr/F=8:1。舌側加載Mt=13.8 N.mm,Mt/F=6.9:1,Mr=14.2 N.mm,Mr/F=7.1:1。 2、在垂直力作用下,頰側加載時牙齒的頰舌向傾斜度大于舌側加載時牙齒的頰舌向傾斜度,傾斜方向相反。在垂直力+抗平衡力矩的作用下,牙齒趨向于整體移動時,舌側加載的位移稍大于頰側加載的位移,其中頰側Mt=4.95 N.mm,Mt/F=4.95:1,舌側Mt=3.6 N.mm,Mt/F=3.6:1。 3、無論頰側或舌側加載,Vonmises應力、最大拉應力、最大壓應力基本都是牙根＞牙周膜＞牙槽骨,且頰側＞舌側,在水平力或垂直力作用下,當加載平衡力矩使牙齒趨向于整體移動時,牙周膜、牙槽骨都處于均勻的低應力分布,各項應力都要小于傾斜移動,旋轉移動。牙根、壓周膜的各項應力基本都是牙頸部平面、根分叉平面＞根上1/3平面＞根中1/3平面＞根下1/3平面,牙槽骨在根分叉平面最大。 結論 1、上頜第一磨牙在水平向整體移動時,舌側加載所需的抗平衡力矩與力之比(M/F)要小于頰側加載(其中頰側加載Mt/F=8.1:1,Mr/F=8:1;舌側加載Mt/F=6.9:1,Mr/F=7.1:1),提示舌側正畸移動效率要高于頰側正畸,不利于支抗控制,而舌側正畸近中移動時遠中舌向旋轉有助于支抗加強。舌側加載牙齒在移動過程中傾斜度、旋轉度較頰側小,使得舌側正畸更易于趨向整體移動。 2、上頜第一磨牙在垂直向整體移動時,舌側加載所需的抗傾斜力矩與力之比要小于頰側加載(其中頰側Mt/F=4.95:1,舌側Mt/F=3.6:1),提示舌側正畸過程中上頜第一磨牙更易于升高或壓低。 3、無論是舌側加載還是頰側加載,應力的分布基本都是牙根＞牙周膜＞牙槽骨,且頰側＞舌側。提示舌側正畸可能較頰側正畸不易引起牙齒及牙周組織的損害。當牙齒整體移動時,牙周膜、牙槽骨處于均勻的低應力分布,且整體移動時的應力要小于傾斜移動和旋轉移動,提示整體移動有利于牙周組織的健康。 4、牙根、牙周膜的應力主要集中在牙頸部和根分叉處,牙槽骨的應力主要集中在根分叉處,提示若加力過大牙齒可能在牙頸部和根分叉處容易吸收,牙槽骨在根分叉處易受到破壞,在臨床上要注意觀察這些部位的變化。
【學位授予單位】：中國協(xié)和醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：R783.5

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本文編號：2640392