一个治疗周期内尖牙倾斜移动过程模拟的应力分析

将骨重建过程与有限元分析相结合,对尖牙在一个治疗周期内的倾斜移动过程进行模拟并得到各阶段的应力分布。选用一个正畸患者的下颌尖牙,建立包括牙齿、牙周膜、牙髓、牙槽骨的三维实体模型,通过有限元计算得到初始应变分布。以牙周膜外表面的正应变作为牙槽骨吸收的力学刺激,计算出牙槽骨在每周的吸收量然后确定牙齿的倾斜角度;以牙齿移动后的位置重新建立模型,并施加衰减后的正畸力值再次计算牙周膜的应变分布,作为下一阶段的初始状态。结果表明,一个治疗周期内,尖牙的移动曲线基本符合典型牙移动的3个阶段;牙槽骨和牙周膜的应力逐渐下降,且最大应力都出现在牙根尖或牙槽骨嵴顶位置。实现了尖牙在正畸力作用下发生倾斜移动的动态过程的模拟,可为临床上制定方案和预测效果提供参考。     

颞下颌关节内软组织的模拟方式

对比分析关节盘周围软组织的不同模拟方式对颞下颌关节（TMJ）内各结构的位移和应力分布的影响。选择一位无TMJ症状的志愿者,基于其头部CT扫描建立下颌骨和TMJ的3维有限元模型,关节盘周围软组织分4种方式进行模拟,关节盘及其周围软组织和关节软骨层间考虑接触,施加正中咬合的载荷。结果表明,将关节盘周围软组织建立为实体模型,使得关节盘偏离正常位置,且TMJ的功能区（髁突前斜面-关节盘中带-关节结节后斜面）都是低应力区。将双板区建立为实体模型,关节盘接近正常的位置,但仍没体现出TMJ的功能区应力较高的现象。用非线性缆索元来模拟关节盘前、后附着,关节盘处于正常位置,且髁突和颞骨的最大应力都出现在前部区域,关节盘的最大应力出现在中带。当研究重点是TMJ时,应该采用缆索元来模拟双板区和关节盘前附着,同时考虑关节盘与关节软骨层之间的接触。     

牙釉质和牙髓不同材料属性对牙周组织应力分布的影响

对比分析区分牙釉质和牙髓与否对牙周组织应力分布的影响,指导建模时是否考虑牙釉质和牙髓。选用正常形态的下颌中切牙,基于CT扫描建立三维有限元模型,所有结构都采用各自的材料属性,在此基础上,将牙釉质、牙髓分别考虑为和牙本质相同的材料属性,施加与5种典型正畸牙移动相对应的载荷,对3个模型在相同载荷作用下牙周组织的von Mises应力进行比较。结果表明,将牙本质的材料属性赋予牙釉质和牙髓导致牙根的最大应力差异分别为21.43%和9.25%,而对牙周膜和牙槽骨的计算结果几乎没有影响。当研究对象是牙体时,模型应区分牙釉质和牙髓;而当研究对象是牙周膜和牙槽骨时,则可不做区分。     

正畸中牙根形态对牙根应力分布的影响

对比分析正常形态和牙根弯曲的牙齿在正畸力作用下牙根及牙周膜的应力分布,为临床上不同形态牙齿的正畸方案提供参考.选用正常形态和牙根弯曲的上颌侧切牙,考虑相同的牙槽骨,基于CT扫描分别建立三维有限元模型,施加与整体移动、倾斜移动和压入移动相对应的载荷,对两个模型在相同载荷作用下牙根和牙周膜的von Mises应力进行比较.结果表明,3种载荷工况下,两种形态牙根的应力分布规律相似,整体移动和倾斜移动的载荷作用下,应力都是自根尖向牙槽骨嵴顶处逐渐增大;压入移动的载荷作用下,在远中根尖附近都出现一个应力集中区,牙根应力的最大值就在这个区域.然而,各载荷工况下,弯曲牙根模型的牙根和牙周膜的应力值都明显高于正常形态牙根模型,特别是压入移动,很可能导致牙根吸收.牙根弯曲会导致牙根及牙周膜应力的增高,正畸治_疗中应考虑牙根形态异常对某些移动方式不利的情况,以采取相应的措施.