不同牙槽高度的上頜第一磨牙壓低時(shí)牙周膜初應(yīng)力的三維有限元分析.pdf

1、目的：建立具有正常牙槽骨高度，以及牙槽骨發(fā)生水平均衡吸收和水平不均衡吸收的上頜第一磨牙三維有限元模型，在壓低力載荷下，計(jì)算分析其牙周膜應(yīng)力的大小和分布，為臨床正畸治療提供力學(xué)參考。 方法：采用16層超高速螺旋CT機(jī)對(duì)上頜第一磨牙進(jìn)行掃描，得到橫斷面、矢狀面、冠狀面的二維掃描斷層圖像數(shù)據(jù)。用以上數(shù)據(jù)在Soildwork軟件中建立包括牙體、牙周膜、松質(zhì)骨、皮質(zhì)骨在內(nèi)的，具有正常牙槽骨高度的上頜第一磨牙的三維有限元數(shù)字模型Ⅰ。同時(shí)，在

2、已有模型基礎(chǔ)上，從牙槽嵴頂，分別水平去除2.0 mm、3.5 mm、6.0 mm高的牙周支持組織，依次生成牙槽骨發(fā)生均衡水平吸收的模型Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；在模型Ⅰ的基礎(chǔ)上，從牙槽嵴頂，舌側(cè)去除2.0 mm高的牙周支持組織，頰側(cè)牙槽高度不變，生成模型Ⅴ；舌側(cè)去處3.5 mm，頰側(cè)去除2.0mm高的牙周支持組織，生成模型Ⅵ；舌側(cè)去除6.0 mm，頰側(cè)去除3.5 mm高的牙周支持組織，生成模型Ⅶ，依次完成牙槽骨發(fā)生不均衡水平吸收的模型。然后將建好的各

3、型上頜第一磨牙CAD實(shí)體模型導(dǎo)入ALGOR三維有限元分析軟件，自動(dòng)地生成FEA實(shí)體網(wǎng)格。實(shí)驗(yàn)中各種材料參數(shù)和假設(shè)條件參考以前的一些相關(guān)研究。然后在牙冠的頰側(cè)的臨床冠中心加載垂直向的壓低力，計(jì)算分析上述各型模型牙周膜應(yīng)力的大小和分布。 結(jié) 果： 1．建立了具有正常牙槽骨高度的上頜第一磨牙三維有限元模型，其牙體高度為20.5 mm(腭側(cè)根尖至近中頰尖)，腭側(cè)根長(zhǎng)12.5mm，兩頰根分別長(zhǎng)11.5 mm。牙周膜厚度為0.25

4、mm。共由39198節(jié)點(diǎn)，51384單元數(shù)組成。 2.建立了牙槽骨發(fā)生水平均衡吸收2.0mm、3.5mm、6.0mm的模型各一個(gè)；建立牙槽骨發(fā)生頰舌向水平不均衡吸收0－2.0mm、2.0－3.5mm、3.5－6.0mm的模型各一個(gè)。3.當(dāng)牙槽骨從正常高度降低3.5mm時(shí)，相同大小的垂直加載產(chǎn)生的牙周膜應(yīng)力增加平緩，其上限增大了6.3％，下限增大了7.2％；而牙槽骨水平均衡降低6.0mm，根分叉完全暴露時(shí)，牙周膜應(yīng)力則顯著增加，上

5、限增大49.3％，下限增大80.3％。 4.當(dāng)牙槽骨發(fā)生頰舌向水平不均衡吸收0－2.Omm到2.0－3.5mm時(shí)，相同大小的垂直加載產(chǎn)生的牙周膜應(yīng)力增加平緩，其上限增大3.5％，下限增大19.2％；而當(dāng)牙槽骨發(fā)生頰舌向吸收3.5－6.0mm，根分叉部分暴露時(shí)，牙周膜應(yīng)力明顯增加，其上限增大了28.4％，下限增大了28.3％。 5.上頜第一磨牙受到同樣大小的垂直加載產(chǎn)生的牙周膜高應(yīng)力分布如下，當(dāng)根分叉未暴露時(shí)，高應(yīng)力集中部位在根分叉處；

6、當(dāng)根分叉暴露時(shí)，應(yīng)力集中的部位轉(zhuǎn)移至根尖及根尖1/3處。 通過(guò)分析不同牙槽高度上頜第一磨牙在受到同樣大小的垂直加載時(shí)產(chǎn)生的牙周膜應(yīng)力分布，得出以下結(jié)論： 1.隨著牙槽骨高度的不斷降低，牙周膜所承受的應(yīng)力值呈非線性的增加，當(dāng)磨牙牙槽骨吸收未超過(guò)根長(zhǎng)的48％，根分叉尚未暴露時(shí)，牙周應(yīng)力增加平緩；而當(dāng)牙槽骨吸收超過(guò)根長(zhǎng)的48％，根分叉完全暴露時(shí)，牙周應(yīng)力顯著增加。 2.當(dāng)牙槽骨發(fā)生頰側(cè)吸收少，腭側(cè)吸收多的水平不均衡性