正畸牵引力作用下上颌埋伏尖牙移动过程的动态模拟及牙周应力分析

论文摘要

牙颌面畸形的矫治,是借助各种矫治器和肌肉产生的矫治力,作用于牙齿和颌骨,引起一系列的生物力学和生物学反应,使其内部发生组织改建,以达到牙齿移动和颌骨塑形的目的。在临床正畸治疗中,如何正确使用各种力系统来实现有效的牙移动,是正畸医师普遍关心的问题。了解正畸牙在移动过程中的应力分布状况,对于帮助正畸临床医师选择、设计合理的矫治力系统有非常重要意义。随着计算机技术的高速发展,有限元分析法己成为口腔生物力学的有效研究手段之一。有限元法作为一种数值应力分析的方法,现已普遍用于正畸牙移动的应力分析中,但大多数都是针对静态情况下做的研究,尤其对埋伏牙牵引的三维有限元研究,目前尚无动态方面的报道。目的：利用螺旋CT技术与三维有限元方法建立上颌埋伏尖牙及其支持组织的三维有限元模型。对埋伏牙牙尖施加150g垂直牵引力,分析移动初态以及移动过程中不同阶段埋伏牙牙周应力分布特点,并模拟上颌埋伏尖牙正畸牵引的动态过程,画出埋伏牙牵引过程的时间—位移图。方法：选取一例上颌尖牙完全骨埋伏患者,利用螺旋CT设备,Mimics、Unigraphic (UG)等软件,建立埋伏牙及其支持组织的三维实体(CAD)模型；利用MSC.Mentat软件对模型进行网格划分,建立可用于力学分析的三维有限元模型；再利用三维有限元软件对加载情况下的埋伏牙进行力学分析。结果：1.建立的上颌埋伏尖牙及牙周组织三维有限元模型具有良好几何相似性；2.150g牵引力,方向与牙体长轴成45°时,埋伏牙牙周膜的应力分布(即移动初态埋伏牙初始应力分布)：牙周膜的应力集中出现在牵引点周围及面向牵引力侧,最大应力出现在牵引点周围；最大等效应力值为62.88 MPa,根尖处无应力集中出现；在一个周期内(28天),每个阶段埋伏尖牙牙周应力分布与移动初态尖牙初始应力分布均相似；3.一个治疗周期内(28天),第一个阶段(0～7天)埋伏牙移动0.589mm,第二个阶段(8～21天)埋伏牙移动0.713mm,第三个阶段(22～28天)埋伏牙移动0.276mm。结论：1.利用螺旋CT扫描技术、Mimics、UG、MSC等工程软件建立的上颌埋伏尖牙三维有限元模型精确度较高,可以满足对埋伏牙进行各种模拟牵引加载的需求。2.在一个周期内(28天),每个阶段埋伏尖牙牙周应力分布与移动初态尖牙初始应力分布均相似,埋伏牙牙周组织的应力集中区域为牵引点周围及面向牵引力侧,整个牙根表面的牙周膜应力分布较为均匀。3.所得出的一个治疗周期内(28天)埋伏牙移动的时间—位移曲线图基本能反映埋伏牙的位移趋势。山东省科学技术发展计划资助项目(2006GG2202031) 2

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 上颌尖牙埋伏的原因以及常用治疗方法
• 1.2.1 上颌尖牙埋伏的原因
• 1.2.2 常用治疗方法
• 1.3 正畸生物力学的研究方法
• 1.4 有限元分析方法在正畸领域中的应用
• 1.5 本文的研究意义及任务
• 2 建立上颌埋伏尖牙及牙周组织三维有限元模型及移动初态尖牙初始应力分析
• 2.1 建立上颌埋伏尖牙及牙周组织三维有限元模型
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 步骤
• 2.1.3 结果
• 2.1.4 讨论
• 2.2 移动初态尖牙初始应力分析
• 2.2.1 材料
• 2.2.2 步骤
• 2.2.3 结果
• 2.2.4 讨论
• 3 埋伏尖牙移动过程的动态模拟
• 3.1 材料
• 3.2 步骤
• 3.3 结果
• 3.4 讨论
• 4 总结与展望
• 附图表
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表