骨皮質(zhì)切開術(shù)輔助上頜中切牙可控傾斜移動時相關(guān)組織位移及應(yīng)力的有限元研究.pdf

1、目的
　　本課題利用microCT掃描獲得的右上頜中切牙的三維圖像數(shù)據(jù)，結(jié)合Mimics、CATIA、Abaqus等軟件試圖構(gòu)建精確的唇傾度為20°的右上頜中切牙-牙周膜-骨松質(zhì)-骨皮質(zhì)三維有限元模型，獲得唇傾20°的上頜中切牙可控傾斜移動內(nèi)收時所需的力系統(tǒng)，并運用有限元分析法比較不同類型的骨皮質(zhì)切開術(shù)對唇傾20°的上頜中切牙在可控傾斜移動內(nèi)收時牙齒及牙周組織位移及應(yīng)力的影響，為臨床上采用骨皮質(zhì)切開術(shù)輔助上前牙可控傾斜移動時的生物

2、力學(xué)控制提供理論依據(jù)。
　　方法
　　(1)本研究以人體新鮮尸體右上頜中切牙及牙槽骨為標(biāo)本，應(yīng)用MicroCT掃描獲取其影像學(xué)信息，導(dǎo)入Mimics17.0中，依據(jù)不同組織灰度值間的差異提取牙齒和牙周膜3D模型，導(dǎo)入Geomagic Studio中光滑平順，并建立其NURBS曲面模型后導(dǎo)入CATIA V5中，依據(jù)上頜中切牙解剖數(shù)據(jù)平均值繪制其牙槽骨模型，并抽殼建模生成骨松質(zhì)和骨皮質(zhì)模型。在CATIA中將建立的四部分模型進(jìn)行組

3、裝，生成包含中切牙-牙周膜-骨松質(zhì)-骨皮質(zhì)的裝配體，并將其沿Z軸逆時針旋轉(zhuǎn)20°后生成實驗?zāi)Ｐ停４妗?br>　　(2)將上述建立的實驗?zāi)Ｐ蛯?dǎo)入CATIA V5中，依據(jù)臨床上常用的骨皮質(zhì)切開術(shù)式繪制不同類型的骨皮質(zhì)切開模型。將對照組模型導(dǎo)入Abaqus中，定義材料屬性，設(shè)置單元類型，劃分網(wǎng)格，設(shè)定接觸關(guān)系并施加載荷。F為1N，經(jīng)過反復(fù)嘗試，本實驗最終確定唇傾20°的右上頜中切牙獲得可控傾斜移動內(nèi)收時M為-8.18Nmm，M/F值為-8.

4、18。分別對實驗組進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置后運算，觀察并記錄各組牙齒位移及應(yīng)力、骨皮質(zhì)位移、牙周膜應(yīng)力的變化值。結(jié)果
　　(1)利用MicroCT掃描獲取的右上頜中切牙的三維圖像數(shù)據(jù)，結(jié)合Mimics、CATIA、Abaqus等軟件，最終建立了本實驗所需的唇傾20°的右上中切牙有限元模型，模型共分為458990個單元和780283個節(jié)點。
　　(2)唇傾20°的右上頜中切牙在1N內(nèi)收力和-8.18Nmm力矩共同構(gòu)成的力系統(tǒng)下獲得可控的

5、傾斜移動。
　　(3)唇傾20°的右上頜中切牙可控內(nèi)收時，與對照組相比，行骨皮質(zhì)切開術(shù)后，牙齒和骨皮質(zhì)矢狀向初始最大位移均增加。行中切牙唇側(cè)和（或）腭側(cè)近遠(yuǎn)中骨皮質(zhì)切開術(shù)，而不設(shè)計根尖切口時，牙齒和骨皮質(zhì)初始最大位移增加量較少，加上唇側(cè)和（或）腭側(cè)根尖切口后，牙齒和骨皮質(zhì)初始最大位移明顯增加。
　　(4)唇傾20°的右上頜中切牙可控內(nèi)收時，與對照組相比，行骨皮質(zhì)切開術(shù)后，牙根初始最大應(yīng)力減小。中切牙唇側(cè)骨皮質(zhì)切開術(shù)對牙齒初始

6、最大應(yīng)力的影響小于腭側(cè)骨皮質(zhì)切開術(shù)。
　　(5)唇傾20°的右上頜中切牙可控內(nèi)收時，牙周膜最大應(yīng)力區(qū)在舌側(cè)牙頸部，骨皮質(zhì)切開對牙周膜初始最大應(yīng)力無明顯影響。
　　結(jié)論
　　(1)將MicroCT掃描獲取的右上頜中切牙和牙周膜的三維圖像數(shù)據(jù)與CATIA繪制的牙槽骨結(jié)合，可以建立高精確度的滿足實驗需求的三維有限元模型。
　　(2)唇傾20°的上頜中切牙獲得可控傾斜移動內(nèi)收時M/F值為-8.18∶1。
　　(3)