“微種植體—拔牙創(chuàng)—牙齒—頜骨”三維有限元模型的相關生物力學研究.pdf

1、目的:
　　通過建立“微種植體—拔牙創(chuàng)—牙齒—頜骨”三維有限元模型，模擬臨床上拔除雙側第二前磨牙并利用微種植體內(nèi)收前牙時的情況，研究微種植體植入部位與拔牙創(chuàng)之間的最適距離，探討不同牽引鉤高度和不同加載力大小對利用微種植體內(nèi)收上頜前牙弓段時生物力學效應的影響，為微種植體更好應用正畸臨床提供理論依據(jù)。
　　方法:
　　1.利用高精度VCT對顱骨標本進行掃描，將掃描數(shù)據(jù)導入Mimics軟件進行三維重建，再通過Rapidfor

2、m軟件進行圖像修飾處理，最后運用ABAQUES軟件生成微種植體、托槽、弓絲等部件的模型，并對各部分模型進行組裝和處理，建立包含“微種植體—拔牙創(chuàng)—牙齒—頜骨”的三維有限元模型。
　　2.改變微種植體的植入部位，研究在1.5N加載力作用下，微種植體與拔牙創(chuàng)邊緣距離為0.5mm、1.0mm、1.5mm時，微種植體與周圍骨界面的應力和位移變化情況。
　　3.改變牽引鉤的高度，研究利用微種植體整體內(nèi)收前牙時，在1.5N加載力作用下，

3、微種植體距離拔牙創(chuàng)邊緣1mm，牽引鉤高度分別為1mm、4mm、7mm、10mm時，上頜4-4的初始移動情況。
　　4.改變加載力值的大小，研究利用微種植體整體內(nèi)收前牙時，微種植體距離拔牙創(chuàng)邊緣1mm，牽引鉤高度為4mm，加載力大小分別為0.5N、1.0N、1.5N、2.0N時，上頜4-4的初始移動情況。
　　結果:
　　1.成功建立缺失雙側第二前磨牙的“微種植體—拔牙創(chuàng)—牙齒—頜骨”三維有限元模型，模型包含32008個

4、節(jié)點，146013個單元。
　　2.在1.5N的加載力作用下，微種植體的應力峰值出現(xiàn)在壓力側頸部與周圍骨組織剛開始接觸的部位。隨著微種植體在骨內(nèi)段的深度加深，微種植體的應力與位移值均逐漸減小。當微種植體與拔牙創(chuàng)的距離為1.0mm時，微種植體頸部和周圍骨組織的應力峰值最小。
　　3.在1.5N的加載力作用下，當牽引鉤高度發(fā)生變化時，上頜4-4在三維方向的牙冠位移量均明顯大于同一方向牙根的位移量。各牙齒的位移趨勢也各不相同:當牽

5、引鉤高度增加至7mm后，中切牙由初始的冠舌向移動、伸長移動逐漸變?yōu)楣诖较蛞苿?，壓入移?側切牙主要表現(xiàn)為冠唇向移動、遠中移動和壓入移動;尖牙和第一前磨牙主要表現(xiàn)為冠舌向移動，遠中移動。隨著牽引鉤高度的增加，除中切牙外，其余各牙齒在三維方向的位移量只有數(shù)量的增大，移動趨勢沒有發(fā)生變化。
　　4.當牽引鉤高度為4mm時，在不同大小的加載力作用下，上頜4-4在三維方向的牙冠位移量均明顯大于同一方向牙根的位移量。中切牙主要表現(xiàn)為冠舌向移動

6、;側切牙主要表現(xiàn)冠唇向移動、遠中移動和壓入移動;尖牙和第一前磨牙主要表現(xiàn)為冠舌向移動，遠中移動。隨著力值的加大，各牙齒的位移量呈線性的增大，移動的趨勢沒有發(fā)生變化。
　　結論:
　　1.運用高精度VCT掃描技術，結合Mimics軟件、Rapidform軟件和ABAQUS有限元軟件能快速有效的建立具有良好相似性的三維有限元模型。
　　2.微種植體的有效應力峰值出現(xiàn)在頸部與骨組織剛開始接觸的區(qū)域，植入部位對此結果無明顯的影