顳下頜關(guān)節(jié)生物力學(xué)建模及下頜升支矢狀劈開(kāi)截骨術(shù)的生物力學(xué)研究.pdf

1、下頜骨與容貌、咀嚼、語(yǔ)言等密切相關(guān)，直接影響生活質(zhì)量、職業(yè)、性格、婚姻等，通過(guò)顳下頜關(guān)節(jié)與上頜骨連接在一起。顳下頜關(guān)節(jié)（TMJ）具有精細(xì)的結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的功能，是人體內(nèi)唯一的雙側(cè)聯(lián)動(dòng)關(guān)節(jié)，共同參與完成咀嚼、吞咽、言語(yǔ)、表情等功能活動(dòng)。FMJ在功能上為負(fù)重關(guān)節(jié)，下頜運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的TMJ負(fù)荷對(duì)維持關(guān)節(jié)各組成部分的正常結(jié)構(gòu)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(guān)，其中包含了大量的生物力學(xué)問(wèn)題（如TMJ內(nèi)各結(jié)構(gòu)的相互作用）。FMJ內(nèi)各結(jié)

2、構(gòu)之間作用的模擬一直是口腔生物力學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。除了未考慮TMJ或簡(jiǎn)單地將TMJ內(nèi)各結(jié)構(gòu)連接在一起形成“死”關(guān)節(jié)外，一些研究者采用間隙元或接觸單元對(duì)TMJ內(nèi)各結(jié)構(gòu)之間的相互作用進(jìn)行模擬。然而，目前對(duì)TMJ的生物力學(xué)研究還不系統(tǒng)、全面，沒(méi)有針對(duì)這幾種模擬方式的比較研究，究竟哪種方式更符合實(shí)際，尚無(wú)定論。另外，一些研究者展開(kāi)了針對(duì)關(guān)節(jié)盤前移位的生物力學(xué)研究。除了關(guān)節(jié)盤前移位外，其它TMJ疾病（如關(guān)節(jié)盤其他方向的移位、關(guān)節(jié)盤附著松弛、關(guān)節(jié)

3、盤穿孔、顳下頜關(guān)節(jié)強(qiáng)直）也與TMJ內(nèi)的應(yīng)力分布相關(guān)，而目前還沒(méi)有針對(duì)這些病變的生物力學(xué)研究。 下頜升支矢狀劈開(kāi)截骨術(shù)（SSRO）是最早被提出的口內(nèi)進(jìn)路正頜外科手術(shù)，已成為矯治各類牙頜面畸形的常規(guī)術(shù)式。大量的研究集中在臨床觀察和測(cè)量以及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者展開(kāi)了對(duì)該手術(shù)的生物力學(xué)研究，包括固定方式的比較及骨愈合后下頜骨的應(yīng)力分析。由于下頜骨形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，包括TMJ在內(nèi)的整個(gè)下頜骨的力學(xué)環(huán)境不同于術(shù)前，以至術(shù)后復(fù)發(fā)和T

4、MJ疾病成為臨床上較難解決的問(wèn)題。其中包含了大量的生物力學(xué)問(wèn)題，而目前尚無(wú)針對(duì)骨愈合過(guò)程中劈開(kāi)骨段和TMJ的生物力學(xué)研究。 本文針對(duì)正常的和病變的TMJ建立了一系列生物力學(xué)模型，并對(duì)SSRO后骨愈合過(guò)程中下頜骨的應(yīng)力和變形進(jìn)行了分析。具體研究?jī)?nèi)容包括： 不同顳下頜關(guān)節(jié)生物力學(xué)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(duì)TMJ內(nèi)各結(jié)構(gòu)之間的相互作用進(jìn)行了模擬，包括：（1）將髁突軟

5、骨、關(guān)節(jié)盤、顳軟骨硬性連接在一起（即“死”關(guān)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(guò)分析和比較后得到，用纜索元來(lái)模擬雙板區(qū)，并考慮TMJ內(nèi)各結(jié)構(gòu)的接觸作用能較合理、準(zhǔn)確地模擬TMJ內(nèi)各結(jié)構(gòu)之間的相互作用。 幾種典型的顳下頜關(guān)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(guò)對(duì)該模型TMJ的形態(tài)、接觸方式和關(guān)節(jié)盤附著的調(diào)整來(lái)模

6、擬幾種典型的TMJ疾病，包括關(guān)節(jié)盤附著松弛、關(guān)節(jié)盤移位、關(guān)節(jié)盤穿孔和顳下頜關(guān)節(jié)強(qiáng)直。分別與正常TMJ的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較后得到，這幾種TMJ疾病都不同程度地影響TMJ內(nèi)的力學(xué)環(huán)境，特別是關(guān)節(jié)盤移位（容易引起關(guān)節(jié)盤變薄或穿孔、關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)后斜面骨質(zhì)破壞），應(yīng)及時(shí)予以治療。 下頜升支矢狀劈開(kāi)截骨術(shù)的生物力學(xué)研究：以一位接受SSRO的下頜前突患者術(shù)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(xué)研究，分別建立術(shù)前及術(shù)后各階段的三維有限元模型

7、。通過(guò)對(duì)術(shù)區(qū)和TMJ的分析后，得到術(shù)后初期采用頜間固定或頜間彈性牽引配合堅(jiān)固內(nèi)固定是必要的，能很好地防止術(shù)后復(fù)發(fā)；術(shù)后2周去除頜間固定是合理的，減少頜間固定的時(shí)間有利于下頜運(yùn)動(dòng)和TMJ功能的盡早恢復(fù)；術(shù)后6周術(shù)區(qū)骨組織具備較強(qiáng)的承載能力，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓δ苡?xùn)練，有利于減少甚至避免術(shù)后產(chǎn)生TMD或張口受限等TMJ疾??；SSRO對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)疾病的治療效果不是很明顯，但有可能改善TMJ內(nèi)各組織的應(yīng)力分布，減輕一些TMJ病征。 本文的工

8、作首次對(duì)TMJ的多種模擬方式（硬性連接、接觸和間隙元）進(jìn)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(xué)術(shù)價(jià)值。以此為基礎(chǔ)，本文對(duì)幾種典型的TMJ疾病進(jìn)行了數(shù)值模擬，用以分析病變導(dǎo)致TMJ內(nèi)各結(jié)構(gòu)相互作用的變化，為臨床上的預(yù)防和治療方案提供了理論依據(jù)；同時(shí)對(duì)SSR0后不同時(shí)期術(shù)區(qū)骨組織和TMJ進(jìn)行了有限元分析，分析中考慮了各特征時(shí)期術(shù)區(qū)骨組織的不同力學(xué)特性，近、遠(yuǎn)心骨段的不同連接關(guān)系，及不同的載荷，為術(shù)后復(fù)發(fā)和TMJ疾病的防治提供