论文摘要
目的（1）探索一种有效的建立包含骨缝的唇腭裂颅上颌复合体三维有限元模型的方法,为唇腭裂颅上颌复合体相关的生物力学研究提供一个可靠的建模依据；（2）通过比较包含骨缝和不含骨缝的唇腭裂颅上颌复合体模型在相同矫形力作用下的位移变化,探讨骨缝在生物力学上对矫形力作用效果的影响：（3）探讨上颌横向扩弓对唇腭裂上颌前牵引生物力学效果的影响。方法（1）选择1例替牙期左侧唇腭裂患者进行颅面部螺旋CT薄层扫描,利用所得CT原始数据、三维重建软件Mimics、逆向工程软件Geomagic studio、三维CAD软件Solidworks和自编有限元软件建立一个无骨缝和一个有骨缝的颅上颌复合体有限元模型；（2）模拟临床条件,在两模型上施加横向扩弓荷载,使腭中缝扩开6mm,并在两模型双侧第一前磨牙近中颊颈部施加向前下与咬合平面成20°、500g/侧的上颌前牵引力,分析在上颌前牵引联合横向扩弓作用下,有骨缝和无骨缝颅上颌模型各标志点的位移变化规律,从生物力学角度探讨骨缝在颅上颌复合体矫形力改建中的意义；（3）按照方法（1）,建立两个有骨缝唇腭裂颅上颌有限元模型作为研究对象。在其中一模型上施加上颌前牵引力和横向扩弓荷载,为“扩弓模型”；在另一模型上只施加上颌前牵引力而不横向扩弓,为“未扩弓模型”。上颌前牵引力的大小、方向、作用点及横向扩弓的位移量同方法（2）。观察颅上颌复合体中线上各标志点和健、患侧标志区的位移变化及上颌周围骨缝的应力分布情况。探讨上颌前牵引对唇腭裂颅上颌复合体的生物力学效果和横向扩弓对其的影响。结果（1）建立了包含骨缝的唇腭裂颅上颌复合体三维有限元模型,模型由206753个单元和260662个节点组成；（2）在上颌前牵引和横向扩弓作用下,有骨缝颅上颌模型明显比无骨缝颅上颌模型的位移量大；（3）扩弓和未扩弓颅上颌模型均发生了明显向前、向下的位移；颅上颌复合体在水平、矢状、垂直三个方向上的位移均有从下至上递减趋势；且患侧位移比健侧位移大；（4）扩弓颅上颌模型中线处标志点和健患侧各标志区在水平、矢状、垂直三个方向上的位移均明显比未扩弓模型大；（5）未扩弓颅上颌模型裂隙两侧组织有向裂隙内缩的趋势,且腭平面发生逆时针旋转；而扩弓模型裂隙两侧组织有向外侧扩展的趋势,且腭平面发生顺时针旋转；（6）未扩弓和扩弓颅上颌模型,各骨缝区均同时存在压应力和拉应力；患侧骨缝和健侧骨缝的应力分布趋势基本一致,但患侧骨缝应力较健侧骨缝应力大;（7）扩弓颅上颌模型骨缝应力远比未扩弓模型大,且两模型中最大拉应力和最大压应力的最大值分布的骨缝不同。结论（1）利用螺旋CT薄层扫描、Mimics、Geomagic Studio、 Solidworks、E-feature Biomedical Modeler等技术相结合是建立含骨缝唇腭裂颅上颌有限元模型的一种有效方法；（2）本实验从生物力学角度证实了骨缝在颅上颌复合体生长改良中具有重要意义；（3）本实验从生物力学角度提示上颌前牵引联合横向扩弓比单纯上颌前牵引更有利于改善唇腭裂患者上颌发育不全畸形。