顳下頜關節(jié)生物力學建模及下頜升支矢狀劈開截骨術的生物力學研究.pdf

1、下頜骨與容貌、咀嚼、語言等密切相關，直接影響生活質量、職業(yè)、性格、婚姻等，通過顳下頜關節(jié)與上頜骨連接在一起。顳下頜關節(jié)（TMJ）具有精細的結構和復雜的功能，是人體內唯一的雙側聯(lián)動關節(jié)，共同參與完成咀嚼、吞咽、言語、表情等功能活動。FMJ在功能上為負重關節(jié)，下頜運動產(chǎn)生的TMJ負荷對維持關節(jié)各組成部分的正常結構和功能具有重要的作用，也與某些TMJ疾病的形成和治療相關，其中包含了大量的生物力學問題（如TMJ內各結構的相互作用）。FMJ內各結

2、構之間作用的模擬一直是口腔生物力學研究的重點和難點。除了未考慮TMJ或簡單地將TMJ內各結構連接在一起形成“死”關節(jié)外，一些研究者采用間隙元或接觸單元對TMJ內各結構之間的相互作用進行模擬。然而，目前對TMJ的生物力學研究還不系統(tǒng)、全面，沒有針對這幾種模擬方式的比較研究，究竟哪種方式更符合實際，尚無定論。另外，一些研究者展開了針對關節(jié)盤前移位的生物力學研究。除了關節(jié)盤前移位外，其它TMJ疾?。ㄈ珀P節(jié)盤其他方向的移位、關節(jié)盤附著松弛、關節(jié)

3、盤穿孔、顳下頜關節(jié)強直）也與TMJ內的應力分布相關，而目前還沒有針對這些病變的生物力學研究。 下頜升支矢狀劈開截骨術（SSRO）是最早被提出的口內進路正頜外科手術，已成為矯治各類牙頜面畸形的常規(guī)術式。大量的研究集中在臨床觀察和測量以及統(tǒng)計學分析，近年來國內外一些學者展開了對該手術的生物力學研究，包括固定方式的比較及骨愈合后下頜骨的應力分析。由于下頜骨形態(tài)結構的變化，包括TMJ在內的整個下頜骨的力學環(huán)境不同于術前，以至術后復發(fā)和T

4、MJ疾病成為臨床上較難解決的問題。其中包含了大量的生物力學問題，而目前尚無針對骨愈合過程中劈開骨段和TMJ的生物力學研究。 本文針對正常的和病變的TMJ建立了一系列生物力學模型，并對SSRO后骨愈合過程中下頜骨的應力和變形進行了分析。具體研究內容包括： 不同顳下頜關節(jié)生物力學模型的比較：以一自愿者的頭部CT圖像為原始數(shù)據(jù)，建立下頜骨的三維有限元模型，采用多種方式對TMJ內各結構之間的相互作用進行了模擬，包括：（1）將髁突軟

5、骨、關節(jié)盤、顳軟骨硬性連接在一起（即“死”關節(jié)）；（2）用接觸單元模擬盤-突、盤-顳之間的相互作用；（3）用間隙元模擬盤-突、盤-顳之間的相互作用。通過分析和比較后得到，用纜索元來模擬雙板區(qū)，并考慮TMJ內各結構的接觸作用能較合理、準確地模擬TMJ內各結構之間的相互作用。 幾種典型的顳下頜關節(jié)疾病的有限元分析：基于另一位自愿者的頭部CT圖像建立全牙列的下頜骨三維有限元模型，通過對該模型TMJ的形態(tài)、接觸方式和關節(jié)盤附著的調整來模

6、擬幾種典型的TMJ疾病，包括關節(jié)盤附著松弛、關節(jié)盤移位、關節(jié)盤穿孔和顳下頜關節(jié)強直。分別與正常TMJ的計算結果進行比較后得到，這幾種TMJ疾病都不同程度地影響TMJ內的力學環(huán)境，特別是關節(jié)盤移位（容易引起關節(jié)盤變薄或穿孔、關節(jié)結節(jié)后斜面骨質破壞），應及時予以治療。 下頜升支矢狀劈開截骨術的生物力學研究：以一位接受SSRO的下頜前突患者術前的CT圖像為原始數(shù)據(jù)，參考現(xiàn)有的臨床和生物力學研究，分別建立術前及術后各階段的三維有限元模型

7、。通過對術區(qū)和TMJ的分析后，得到術后初期采用頜間固定或頜間彈性牽引配合堅固內固定是必要的，能很好地防止術后復發(fā)；術后2周去除頜間固定是合理的，減少頜間固定的時間有利于下頜運動和TMJ功能的盡早恢復；術后6周術區(qū)骨組織具備較強的承載能力，可以進行適當?shù)墓δ苡柧殻欣跍p少甚至避免術后產(chǎn)生TMD或張口受限等TMJ疾??；SSRO對顳下頜關節(jié)疾病的治療效果不是很明顯，但有可能改善TMJ內各組織的應力分布，減輕一些TMJ病征。 本文的工

8、作首次對TMJ的多種模擬方式（硬性連接、接觸和間隙元）進行了比較研究，并提出了較為合理的模擬方式，具有一定的學術價值。以此為基礎，本文對幾種典型的TMJ疾病進行了數(shù)值模擬，用以分析病變導致TMJ內各結構相互作用的變化，為臨床上的預防和治療方案提供了理論依據(jù)；同時對SSR0后不同時期術區(qū)骨組織和TMJ進行了有限元分析，分析中考慮了各特征時期術區(qū)骨組織的不同力學特性，近、遠心骨段的不同連接關系，及不同的載荷，為術后復發(fā)和TMJ疾病的防治提供