雙鑰匙曲整體內(nèi)收上前牙的三維有限元分析.pdf

1、上頜前突是臨床上較為常見的一種錯合畸形。對于牙性前突或者輕度的骨性前突常常通過拔除上頜第一前磨牙，盡量內(nèi)收前牙改善患者側貌。但是在內(nèi)收過程中常常出現(xiàn)上前牙過于直立甚至舌傾、伸長等副作用，給患者的功能和美觀造成了很大的影響。為了獲得整體內(nèi)收前牙的效果，眾多正畸醫(yī)生通過改變牽引鉤和微種植體的高度[1,2]、彎制搖椅[3]、改變弓絲尺寸[4]或者在閉隙曲內(nèi)收時改變閉隙曲的高度[5]、位置[6]、形狀[7]或者增加人字形曲[8]等輔助手段來控制

2、前牙的移動方式。以上方法雖可以有效的控制前牙移動趨勢，但是內(nèi)收前牙是一個持續(xù)的過程，我們需要根據(jù)可能發(fā)生的情況而進行調(diào)整，此時以上方法則顯示出不同程度的局限性。而雙鑰匙曲的出現(xiàn)則可以很好地避開了不能隨時調(diào)整的局限性。根據(jù)前牙移動的需要我們可以隨時調(diào)整鑰匙曲的加力方式，而無需頻繁地彎制弓絲或者重復調(diào)整人字形曲而造成弓絲疲勞、折斷等。
　　三維有限元分析方法是利用數(shù)學方法對真實的物理系統(tǒng)進行模擬，作為一種力學分析方法，其已廣泛應用于口

3、腔生物力學研究領域。目前關于三維有限元方法分析滑動法或者T形曲的文獻較多，而對于雙鑰匙曲的力學特征的研究尚未見報道。
　　本實驗通過建立雙鑰匙曲內(nèi)收上前牙的三維有限元模型，通過相關軟件分析在不同的加力方式下牙齒的初始位移以及應力分布，從而更加深入地了解雙鑰匙曲的力學特征，以期為臨床中使用雙鑰匙曲提供一定的參考。本研究共分為以下三個部分:
　　實驗一：雙鑰匙曲內(nèi)收上前牙的三維有限元模型的建立
　　目的：通過建立雙鑰匙曲內(nèi)

4、收上前牙的三維有限元模型，為后續(xù)實驗奠定基礎并提供力學研究平臺。
　　方法：選擇一名健康的成年男性患者，需拔除上頜第一前磨牙進行內(nèi)收。待排齊整平后進行 CBCT掃描，獲得上頜骨和上頜牙列的DICOM格式的數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)導入Mimics軟件中，進行閾值的設定以及對一些信息進行消除，進而在3D重構的作用下獲得初步的三維模型。經(jīng)Geomagic Studio軟件的初步優(yōu)化、皮質骨、松質骨和牙周膜等材料參數(shù)的設定獲得牙列和頜骨的三維模型

5、。使用UG NX8.5建立托槽、弓絲模型，并將所得的模型進行組裝后在Ansys軟件中進行網(wǎng)格劃分和材料屬性定義以及邊界的約束，最終建立雙鑰匙曲內(nèi)收上前牙的三維有限元模型。
　　結果：建立了仿真度較高的雙鑰匙內(nèi)收上前牙的三維有限元模型，該模型共劃分為239157個單元和416833個節(jié)點。
　　結論：通過CBCT掃描以及多種軟件的聯(lián)合運用建立了精確度較高、幾何相似性較好的雙鑰匙曲內(nèi)收上前牙的三維有限元模型。
　　實驗二：

6、不同的加力方式下雙鑰匙曲內(nèi)收上前牙的三維有限元分析
　　目的：探討雙鑰匙曲內(nèi)收前牙時，不同的加力方式下雙鑰匙曲的力學特征以及牙齒移動的方式。
　　方法：首先在Ansys軟件中計算雙鑰匙曲打開1mm所需的力和力矩，然后將所得的結果加載到有限元模型中，分別比較末端回彎加力、結扎絲加力和結扎絲加力聯(lián)合頂部連扎三種工況下牙齒移動的方式。
　　結果：末端回彎加力時上前牙出現(xiàn)冠舌向傾斜伴伸長，后牙出現(xiàn)近中傾斜伴扭轉；結扎絲加力的情

7、況下上前牙冠舌向傾斜和伸長的程度得到很好的改善，后牙與工況1相比無明顯的變化；在結扎絲加力聯(lián)合頂部連扎的工況下前牙壓低量進一步增大，冠舌向傾斜也進一步減小，且中切牙出現(xiàn)冠唇向傾斜。后牙傾斜和扭轉的趨勢變大。
　　結論：不同的加力方式下牙齒的移動方式不同，通過改變加力方式可以很好地控制前牙移動的方式，但是此時應密切注意后牙的移動趨勢。
　　實驗三：頂部連扎最適力值的三維有限元分析
　　目的：探討不同力值的頂部連扎對上前牙

8、移動方式的影響，以期為臨床運用提供指導。
　　方法：將實驗二中工況3的頂部連扎的力值五等分，獲得每個間隔為1°的頂部連扎力值，將所得的六個工況中前牙牙齒移動趨勢進行分析比較。
　　結果：隨著頂部連扎力值的增加，矢狀方向上，前牙由冠舌向傾斜向整體移動轉換；垂直方向上牙齒由伸長變?yōu)閴旱?；尖牙的壓低力值持續(xù)加大。
　　結論：通過改變頂部連扎的力值可以獲得前牙不同的移動方式，且隨著頂部連扎力值增加，前牙冠唇向轉矩和壓低力值也隨