正畸力作用下牙齿移动的生物力学

错He畸形的矫治主要通过矫治器对错位牙施以矫治力，使错位牙得到矫正，从而恢复和重建平衡的骀受力关系。作者就目前有关正畸力作用下牙体、牙周组织及牙槽骨的力学反应，以及不同类型的矫治力与牙齿移动的关系的研究进展作如下综述。     

正畸力作用下上颌尖牙生物组织应力的三维有限元分析

建立了包括牙齿、牙周膜、牙髓、牙槽骨的上颌尖牙三维有限元模型 ,对不同加力方式下牙周组织的应力分布进行对比研究。目的是用较为先进和准确的双螺旋 CT法建立尖牙的三维有限元应力分析模型 ,为正畸治疗提供更为准确的数据并为模拟尖牙在正畸力作用下移动过程的模拟初态建立更为精确的模型。     

正常国人骨盆易损部位（或危险点）应力应变分布的实验研究

报道了模拟正常国人双肢站立位，骨盆在承受体重（３００牛顿６００牛顿和９００牛顿静载荷）时，用应变电测法得到的应力、应变分布、以及各测点的实测线应变，并计算出骨 不同载荷下各测点的最大最小应变值。数据通过电子计算机处理，得出主应力σ１、σ２和主应力方向角度。     

生理载荷作用下上颌中切牙牙周膜应力分布的三维有限？…

以上颌中牙为解剖学基础建立了三维有限元模型,以生理载荷分别作用于上颌中切在然牙及桩冠修复体,通过计算得到了生理载荷作用下牙周膜的应力分布并与上颌中切牙种植体模型在生理载荷作用下的应力分牙周膜对应力的缓冲作用进行了比较研究。     

食管分层应力-应变研究

目的　探讨食管壁各层环向应力 应变分布特征。方法　将 8只Wister大鼠的食管标记、测量在体长度后剪下置于去钙离子Krebs液中。剪下标记的中段食管用做充压试验 ,将其在显微镜下分离成内层食管 (粘膜和粘膜下层 )和外层食管 (固有肌层 )。充压时全层和分层食管均被拉长至在体长度 ,以每分钟升高 2cmH2 O速度匀速充压。根据所测图像的几何数据计算全层和分层食管的Kirchhoff应力和Green应变。零应力状态作为计算应力和应变的基本参照状态。结果　 (1 )食管离体后较在体长度缩短 2 4%。 (2 )全层食管和分层食管的环向应力 应变曲线均符合指数方程τ =(τ +β)eα(ε-ε ) -β(判定系数 >0 .96) ,为非线性关系。 (3 )与全层食管相比 ,分层后内层食管应力 应变曲线较陡直 ,且移向左侧 ,差别有统计意义 (P <0 .0 5 ) ,外层食管的曲线移向右侧 ,差别无统计意义 (P >0 .0 5 ) ,内外两层食管的应力 -应变曲线亦有统计差别 (P <0 .0 5 )。结论　食管壁各层环向应力 -应变均符合非线性关系 ,食管内层不如外层易变形     

生理载荷作用下上颌中切牙牙周膜应力分布的三维有限元研究

以上颌中切牙为解剖学基础建立了三维有限元模型。以生理载荷分别作用于上颌中切牙、天然牙及桩冠修复体,通过计算得到了生理载荷作用下牙周膜的应力分布并与上颌中切牙种植体模式（骨性附着,无牙周膜）在生理载荷作用下的应力分布以及牙周膜对应力的缓冲作用进行了比较性研究。     

在体鼠小肠应力-应变实验研究

目的 研究在小肠生物学特性。方法 将16只Wister大鼠分为两组，在体组10只，离体组6只，对末端回肠做充压实验。罂粟碱腹腔注射用于抑制平滑肌的收缩。充压范围0－8cm H2O，每1cmH2O为一级。充压后将肠管剪成肠环和竖条以获得肠管的无载荷和零应力状态。根据所摄图象测量的数据，计算Kirchhoff应力和Green应变。结果 （1）大鼠回肠应力－应变曲线无论在体还是在离体状态均符合指数方程τ=（τ^* β）^e^α（ε-ε^*）-β（相关系数＞0.96)。（2）应力－应变曲线环向较纵向明显右移，在体组无论环向还是纵向均较离体组的曲线陡直。（3）与参照零应力状态所得应力应变曲线相比，参照无载荷和零压力状态所得应力应变曲线，在环向移向左侧，纵向移向右侧，差别有统计意义（P＜0.05)。结论 （1）回肠应力－应变曲线关系具有非线性和各向异性特点，提示肠壁硬度在体状态高于离体状态，环向高于纵向。（2）将零应力状态作为基础参照对研究消化道应力－应变特征至关重要。     

在静力作用下人体两侧股骨与骨盆模型应力分布实验研究

本文报道了应用实验应力分析法在３００Ｎ、６００Ｎ、９００Ｎ力作用下对正常国人股骨和骨盆模型进行应力分布测定。定量给出了人体两侧股骨与骨盆结构模型各部位的线应变、主应变、主应力、主应力方向角度。确定了该结构模型的骨折好发部位。为预防人体两侧股骨与骨盆结构的损伤和设计内、外固定器械提供生物力学参数     

不同受力方式下上颌第一磨牙牙槽骨应力分布的有限元分析

目的　利用有限元的方法研究上颌第一磨牙在牙齿矫治过程中不同受力方式牙槽骨应力分布的特点。方法　应用三维激光扫描的方法建立上颌第一磨牙、牙周膜、牙槽骨及颊面管的有限元模型,进行不同方式的加载并观察牙槽骨及其各个截面的应力分布。结果　牙齿在单一水平力和垂直力作用下,上颌第一磨牙牙槽骨在牙颈部和根部分叉处出现应力集中;牙齿趋于整体移动时,上颌第一磨牙牙槽骨处于均匀的低应力分布,各应力都小于倾斜移动或旋转移动时的应力,牙槽骨的应力在根分叉平面稍大。结论　不同受力方式下,上颌第一磨牙牙槽骨在牙颈部平面或根分叉平面应力最大,临床上应注意观察这些部位的变化;整体移动更有利于牙齿及牙周组织的健康。     

微种植体复合力作用下竖直倾斜磨牙牙周膜的应力分析

背景：微螺钉种植体虽然能提供强支抗,但控制牙齿的三维移动存在不足。Tomas微种植钉的顶部设计成十字形,可固定方形弓丝,从而利用方丝控制牙齿的三维移动,目前对于研究Tomas微种植钉此方面的研究尚未见报道。 目的：观察Tomas微种植体复合矫治力系统对竖直倾斜磨牙的影响。 方法：对上颌第二恒磨牙向近中、颊侧倾斜的干燥头颅骨进行多层螺旋CT扫描,利用有限元软件建立上颌第二恒磨牙及其牙周支持组织的三维有限元模型,观察计算机模拟微种植体位于不同位置、施加不同的远中向力值和根颊向力偶矩值作用下磨牙牙周膜Von Mises应力。 结果与结论：牙周膜的最大应力均出现在上颌第二恒磨牙颈部,沿着根尖的方向应力逐渐减小,在2个牙根的根尖处未出现应力集中。提示实验所建立的有限元模型达到了几何相似性和生物力学相似性,可用于精确的生物力学分析;Tomas微种植体可控制牙齿的移动方式。     

牙周膜牵引成骨快速远中移动尖牙的可行性

背景：牵引成骨应用于患者的尖牙远中移动,能大幅度提高牙齿的移动速度,同时保护磨牙支抗。但关于牵引的速率、尖牙的牙髓活力、尖牙的牙周组织改建及该技术的生物学机制目前研究甚少。 目的：在成人患者中,评估使用牙周膜牵张成骨快速远中移动尖牙的可行性,同时监测牙髓活力、牙根吸收及尖牙牙周组织改建情况。 方法：选取9例成年错牙合患者,拔除上颌两侧第一双尖牙,通过改良牵张装置快速远中移动尖牙至预定的位置。利用头颅定位片及根尖片测量尖牙远中移动距离、支抗丧失、根尖吸收及牙槽间隔改建情况;并监测尖牙的牙髓及牙周情况。 结果与结论：通过牙周膜牵张成骨能在12-16 d内快速远中移动上颌尖牙至预定位置,尖牙远中移动7.18 mm 及远中倾斜(13.24±2.87)°;支抗丧失为0.5 mm;未见明显根尖吸收及牙周组织丧失;尖牙的牙髓活力在牵引后迅速下降,但3个月后明显恢复。结果显示牙周膜牵引成骨可显著加快尖牙移动速度,缩短矫治时间,同时保护磨牙支抗;未见牙根明显吸收、牙齿松动、牙髓坏死及牙周组织丧失等不良反应。提示牙周膜牵引成骨能够快速有效移动尖牙。     

牙周膜厚度对舌侧矫治中下颌第1磨牙近中移动的影响

目的 研究舌侧矫治中下颌第1磨牙近中移动过程,牙周膜厚度因素对牙齿及牙周组织应力和位移的影响。方法 基于逆向工程技术的方法,分别建立牙周膜厚度为0.15、0.2、0.25、0.3、0.35 mm的等牙槽骨高度的牙齿—牙周膜—牙槽骨三维模型,在舌侧矫治中倾斜、旋转及整体移动载荷作用下,分析牙周膜、牙根及牙槽骨表面的应力和位移状况。结果 由牙周膜厚度差异引起的牙周膜、牙根以及牙槽骨表面最大应力极大值与极小值之比分别为1.46、2.06、6.72,牙根、牙槽骨表面的最大位移极大值与极小值之比分别为1.65、1.50;对应不同的牙周膜厚度值,牙根及牙周组织最大应力部位在牙根、根分叉以及牙颈间变动。结论 临床治疗中,应注意观察牙颈、根分叉以及牙根部位的变化,针对牙周膜厚度较小的患者,整体移动更有利于牙齿及牙周组织的健康。     

不同加载方式压低上前牙时初始应力在牙体、牙周膜及牙槽骨分布的三维有限元分析

背景：探索最佳的既能有效地压低前牙,又不造成牙齿损伤的加载力值尤为重要。 目的：模拟在上颌侧切牙和尖牙间使用种植支抗对上颌前牙施加压入力时的受力状况,探讨临床上最佳的加载力值及施力方向。 方法：建立上颌前牙段牙齿-牙周膜-矫治系统的三维有限元模型,分析上前牙在不同压低力值及施力方向时牙体、牙周膜及牙槽骨初始应力的分布情况。 结果与结论：同时压低6个上前牙的最佳力值范围在0.5~1.0 N。应力峰值集中区域位于侧切牙的远中颈缘;当施力方向为腭向20°时,牙周膜应力分布相对均匀。即在侧切牙和尖牙间唇侧使用种植钉时,加载0.5~ 1.0 N力的同时配合适当的远中方向牵引力,可对均角型患者达到将上颌前牙整体真性压入的效果,是一种最佳的矫治力系统。     

Analytical determination of stress patterns in the periodontal ligament during orthodontic tooth movement

A dedicated software package that allows simulation of tooth movement can lead to shortening of the treatment program in orthodontics. A first step in the development of this software is the modelling of the movement of a single tooth. Forces applied to the crown of the tooth are transmitted to the alveolar bone through the periodontal ligament, stretching, and compressing the ligament, eventually resulting in tooth movement. This paper presents an analytical model that predicts stresses and strains inside this ligament by approximating the shape of the root as an elliptic paraboloid. The model input consists of 2 material parameters and 4 geometrical parameters. To assess the accuracy of the model a finite element model (FEM) was constructed to compare the results and the influence of the eccentricity of the root was studied. The results show that the model is able to successfully describe the global behavior of the PDL and, except at a region near the alveolar crest, the differences between analytical and FEM results are small. In contrast to FEM, the analytical model does not require setting up a 3D-model and creating a mesh, allowing for significantly lower computational times and reducing cost when implementing in clinical practice.     

牙周膜干细胞的研究进展

背景：从牙周膜组织中分离出的牙周膜干细胞被认为是牙周组织工程的首选种子细胞,有自我更新能力,能分化形成牙周的3种组织：牙槽骨、牙周膜和牙骨质。 目的：就近年来牙周膜干细胞的分离、鉴定、相关细胞因子等方面进行简要综述。 方法：由第一作者检索Pubmed 数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed)、中国知网数据库(http://www. cnki.net/)2004-01/2010-09有关牙周膜干细胞分离、鉴定、相关细胞因子等方面的文献,英文检索词为“periodontal ligament stem cell”,中文检索词为“牙周膜,干细胞”。排除重复性研究,最终纳入35篇文献进行综述。 结果与结论：牙周膜干细胞是一种很有潜力的牙周组织工程种子细胞,能构建组织工程牙周膜,促进牙周缺损的修复。随着研究的深入,影响牙周膜干细胞生物性能的因素逐渐被发现,但其研究还有待进一步完善。     

ERK信号通路参与调控周期性张应变诱导的人牙周膜细胞增殖

目的 探讨周期性张应变对人牙周膜细胞 （human periodontal ligament cell , hPDLCs ) 增殖的影响及其相关机制。方法 应用FX-4000T 细胞应变加载系统,对体外培养的人牙周膜细胞施加周期性张应变,幅度分别为10 % 和20 %,加载时间为6 h和24 h,频率均为0.1 Hz,以未加载的静态细胞作为对照组。Western blot 法检测细胞增殖细胞核抗原（PCNA）和细胞内信号转导分子p-ERK1/2表达的变化。用ERK1/2的特异性抑制剂PD 98059预处理细胞后,在0.1 Hz,10 % 幅度条件下,加载6 h,检测p-ERK1/2的表达水平变化对细胞PCNA表达的影响。 结果 与静态组相比,周期性张应变诱导人牙周膜细胞的PCNA和p-ERK1/2表达增加,10 % 幅度和20 % 幅度相比无显著性差异。同一幅度张应变,加载6 h和24 h对细胞PCNA和p-ERK1/2表达的影响无显著性差异。ERK1/2的抑制剂PD98059不仅可以明显抑制张应变诱导的p-ERK1/2 活化,而且张应变诱导的细胞PCNA表达也被明显抑制。结论 周期性张应变可激活ERK信号通路,促进体外培养人牙周膜细胞的增殖。     

Response of periodontal ligament cells to orthodontic force: Ultrastructural identification of proliferating fibroblasts

The morphologic response of periodontal ligament (PDL) cells in an area of tension created by orthodontic force has been assessed by transmission electron microscopy. Young adult male rats were sacrificed at 24, 48, 72, 96 and 120 hours following orthodontic stimulation. The earliest detectable response was the appearance of increased numbers of mitotic cells in the PDL at 24 hours post-stimulation. The most significant ultrastructural feature of these cells was the presence of intracellular vesicles containing collagen microfibrils. These vesicles were identical to profiles present in interphase PDL fibroblasts involved in collagen phagocytosis associated with turnover of the ligament. Between 48 and 120 hours the alveolar bone surface in the region examined was characterized by the presence of newly generated osteoblasts and active bone formation. Intracellular collagen was never observed in osteoblasts. These observations suggest that at least a portion of the population of PDL cells which proliferate in response to orthodontic force represent functional ligament fibroblasts.     

炎症微环境下人牙周膜干细胞的生物学特性

BACKGROUND: The periodontal ligament stem cells can promote periodontal tissue regeneration, providing a new way for the treatment of periodontitis.OBJECTIVE: To observe the inflammatory microenvironment effects on the biological properties of periodontal ligament stem cells.METHODS:Periodontal ligament stem cells from healthy controls and patients with periodontitis were primarily cultured by tissue digestion method, purified using limited dilution method, and identified through detection of CD146 and STRO-1. Then, passage 3 cells were taken and denoted as normal control and inflammation groups followed by osteogenic induction.RESULTS AND CONCLUSION: Purified cells from two sources both expressed STRO-1 and CD146. Periodontal ligament stem cells in the inflammation group showed higher multiplication capacity, but the osteogenesis ability was lower compared with the normal control group. The expressions of Runx2 mRNA and Osterix mRNA were dropped significantly after the stimulus of tumor necrosis factor-α(P < 0.05), but the interleukin-1β and interleukin-6 did not have a significant impact. Tumor necrosis factor-α at 0.1 and 1 μg/L had no significant effects on the expression of Runx2 mRNA, but the expression of Runx2 mRNA was decreased significantly after treatment with 10 μg/L tumor necrosis factor-α (P < 0.05). It is confirmed that the molecular signaling mechanism inside the periodontal ligament stem cells is changed under inflammatory microenvironment, so that the differentiation capacity of cells from the inflammatory sources is lowered. Moreover, tumor necrosis factor-α is one of the key factors and its optimal concentration is 10 μg/L.  中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程