不同牙槽高度的上頜第一磨牙壓低時牙周膜初應(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機對上頜第一磨牙進行掃描，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，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實體模型導(dǎo)入ALGOR三維有限元分析軟件，自動地生成FEA實體網(wǎng)格。實驗中各種材料參數(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12.5mm，兩頰根分別長11.5 mm。牙周膜厚度為0.25

4、mm。共由39198節(jié)點，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；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。3.當牙槽骨從正常高度降低3.5mm時，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，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，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％；而當牙槽骨發(fā)生頰舌向吸收3.5－6.0mm，根分叉部分暴露時，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，當根分叉未暴露時，高應(yīng)力集中部位在根分叉處；

6、當根分叉暴露時，應(yīng)力集中的部位轉(zhuǎn)移至根尖及根尖1/3處。 通過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，當磨牙牙槽骨吸收未超過根長的48％，根分叉尚未暴露時，牙周應(yīng)力增加平緩；而當牙槽骨吸收超過根長的48％，根分叉完全暴露時，牙周應(yīng)力顯著增加。 2.當牙槽骨發(fā)生頰側(cè)吸收少，腭側(cè)吸收多的水平不均衡性