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口周力对单侧完全性唇腭裂术后患者上颌骨生长发育影响的三维有限元研究

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实用口腔医学杂志 2023年第3期39卷 348-354页

作者：杨彩秀范存晖许涛房晓旭王文惠郑英泽刘晓洁青岛大学口腔医学院 266003 青岛大学附属医院口腔正畸科

目的:用三维有限元分析方法研究替牙期单侧完全性唇腭裂(UCLP)患者上颌骨在静息状态口周力作用下的生物力学特点。方法:提取1名替牙期UCLP患者的CBCT图像,建立上颌骨复合体三维有限元模型,选择双侧切牙区、尖牙区、第一和第二前磨牙/乳... 详细信息

目的:用三维有限元分析方法研究替牙期单侧完全性唇腭裂(UCLP)患者上颌骨在静息状态口周力作用下的生物力学特点。方法:提取1名替牙期UCLP患者的CBCT图像,建立上颌骨复合体三维有限元模型,选择双侧切牙区、尖牙区、第一和第二前磨牙/乳磨牙区、第一恒磨牙区的唇(颊)舌侧的牙槽突区作为施力部位,垂直于牙槽突表面施加前期研究所获得的口周力值,分析模拟口周力作用后上颌骨的应力及位移变化。结果:在口周力的作用下,上颌骨的健、裂侧在三维方向上均发生应力及位移的改变。VonMises应力分布比较均匀。位移的方向主要是向后向内,前段向后移位最明显,健侧中后段大于裂侧。健、裂侧和前后部的抑制作用分别呈现出不对称性及不均衡性,唇颊侧压力较大或(和)舌侧压力较小。结论:口周力对UCLP患者上颌骨的生长发育在三维方向上有不同程度地抑制,矢状向抑制程度最大,前段受抑制最明显。

关键词：唇腭裂上颌骨口周力三维有限元研究

不同前牙唇倾度及内收压低步距下隐形矫治器作用的比较:三维有限元研究

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口腔医学研究 2023年第4期39卷 345-349页

作者：康芙嘉吴聿淼刘心雨余磊李欣怡张皓岩朱宪春吉林大学口腔医院正畸科吉林长春130021

目的:应用有限元分析法探究使用隐形矫治器治疗不同前牙唇倾度以及不同内收压低移动步距下,以分步法内收前牙的牙齿移动特点。方法:建立使用隐形矫治器分步法内收上颌前牙的有限元模型,依据中切牙及侧切牙的唇倾度分为工况1:U1-SN=105... 详细信息

目的:应用有限元分析法探究使用隐形矫治器治疗不同前牙唇倾度以及不同内收压低移动步距下,以分步法内收前牙的牙齿移动特点。方法:建立使用隐形矫治器分步法内收上颌前牙的有限元模型,依据中切牙及侧切牙的唇倾度分为工况1:U1-SN=105°、工况2:U1-SN=115°、工况3:U1-SN=125°,牙齿移动总步距为0.2 mm,包括沿牙合平面的内收以及沿牙体长轴方向的压低,每组工况以内收量a:0.18 mm、b:0.14 mm、c:0.10 mm进行分组,分析上述不同情况下的牙齿移动特点。结果:在不同前牙唇倾度以及内收模式下,中切牙、侧切牙均表现为牙冠向舌侧、牙根向唇侧的倾斜移动,第二前磨牙至第二磨牙表现为牙冠向近中的倾斜移动。内收步距越大,前牙冠舌向位移量越大,前牙转矩改变量越大,第二前磨牙至第二磨牙牙冠近中移动量越大。结论:无托槽隐形矫治器在内收前牙时引起前牙的舌倾及伸长、后牙的近中倾斜,其移动量与内收步距呈正比,预设计的前牙绝对压低量无法抵消由牙齿内收引起的相对伸长量。

关键词：三维有限元研究隐形矫治分步内收拔牙矫治

无托槽隐形矫治器联合微种植钉牵引内收上前牙的三维有限元研究

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中日友好医院学报 2022年第3期36卷 152-155,162,I0001页

作者：范丽梅刘若曦徐宝华北京大学口腔医学院口腔医院综合科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室北京100081 中日友好医院口腔医学中心北京100029

目的:研究使用无托槽隐形矫治器治疗拔牙病例时,在关闭间隙阶段辅助种植钉与尖牙长牵引钩间200g弹性牵引时,前后牙的位移、牙周膜应力变化情况,为无托槽隐形拔牙矫治生物力学设计提供理论依据。方法:获取志愿者上颌骨CT数据,利用Mimics... 详细信息

目的:研究使用无托槽隐形矫治器治疗拔牙病例时,在关闭间隙阶段辅助种植钉与尖牙长牵引钩间200g弹性牵引时,前后牙的位移、牙周膜应力变化情况,为无托槽隐形拔牙矫治生物力学设计提供理论依据。方法:获取志愿者上颌骨CT数据,利用Mimics、Geomagic、Unigraphics NX等建立减数第一前磨牙的三维有限元模型,在Abaqus中加载并计算,分析厚度为0.4mm的无托槽隐形矫治器在整体回收前牙0.2mm时,不设计牵引(工况一)及第二前磨牙近中支抗与尖牙长牵引钩(power-arm)进行200g弹性牵引时(工况二),各牙牙周膜应力分布和位移趋势的变化规律。结果:单纯内收前牙时,切牙呈舌向倾斜移动伴伸长,中切牙舌倾0.378°、侧切牙舌倾0.444°、尖牙远中倾斜0.674°,第一磨牙近中倾斜0.27°;应力集中位于颈部及根尖区。工况二中各牙移动量及倾斜移动趋势均减小:各牙切端/牙尖位移减小25.13%(尖牙)~54.46%(侧切牙),倾斜角度减小25.93%(第一磨牙)~31.75%(尖牙),尖牙呈远中舌向倾斜;颈部及根尖区的牙周膜应力均有减小,最大等效应力减小约25.67%。结论:无托槽隐形矫治器在前牙整体内收关闭间隙时,联合种植支抗与尖牙间牵引可在一定程度上减少前牙及前磨牙的倾斜移动,对抗前牙垂直向伸长,保护磨牙支抗,同时减轻牙周膜应力。

关键词：无托槽隐形矫治器整体内收前牙微种植钉三维有限元研究

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微螺钉支抗种植体最优设计的三维有限元研究

微螺钉支抗种植体最优设计的三维有限元研究

作者：赵臻山东大学

学位级别：硕士

目的本研究拟建立微螺钉及颌骨三维有限元模型,评价微螺钉参数变化(长度,直径,螺纹形态,皮质骨厚度)及加载力值大小、方向对微螺钉／骨界面应力大小、分布及微螺钉位移的影响。材料和方法利用三维建模软件Pro／E 2.0建立微螺钉及颌... 详细信息

目的本研究拟建立微螺钉及颌骨三维有限元模型,评价微螺钉参数变化(长度,直径,螺纹形态,皮质骨厚度)及加载力值大小、方向对微螺钉／骨界面应力大小、分布及微螺钉位移的影响。材料和方法利用三维建模软件Pro／E 2.0建立微螺钉及颌骨三维模型,其中建立基础微螺钉模型的参数为有效螺纹长度7mm,螺距0.5mm,螺纹截面形状为边长2mm的等边三角形,头部2mm,颈部光滑区1.5mm,皮质骨厚度1.5mm,松质骨厚度15mm。以此模型作为基础模型,分别改变微螺钉的长度(3mm,5mm,7mm,9mm,11mm,13mm),直径(1.0mm,1.2mm,1.4mm,1.6mm,1.8mm,2.0mm),螺纹截面形状(近尖螺纹、等臂螺纹、远尖螺纹、直角螺纹),螺距大小(0.3mm,0.4mm,0.5mm,0.6mm,0.7mm,0.8mm),皮质骨厚度(0.5mm,1.0mm,1.5mm,2.5mm,3.5mm),建立不同参数的微螺钉及颌骨模型。将三维模型以.asm文件格式导入有限元分析软件ANSYS10.0,进行三维有限元分析,模拟临床力值加载环境,加载力值(***,1.5N,2.0N,2.5N,3.0N)及加力角度(90°,120°,150°),分析微螺钉-骨界面力大小、应力分布及微螺钉位移。结果 1.建立了微螺钉支抗微螺钉及颌骨的三维有限元模型,微螺钉的平均节点数为33833,平均单元数为24704。 2.应力峰值都出现在微螺钉颈部与皮质骨接触部位1mm的范围内,颈部为应力集中区。 3.六种直径微螺钉的微螺钉／骨界面应力峰值随着微螺钉直径的增大呈减小趋势。 4.六种长度微螺钉的微螺钉／骨界面应力变化较小,但3mm长度的微螺钉应力峰值明显增大。 5.三种加载角度,微螺钉／骨界面的应力峰值随着加载角度的增大而降低。 6.五种皮质骨厚度条件下,微螺钉／骨界面的应力峰值的随着皮质骨厚度的增大而降低。 7.五种力值条件下,微螺钉／骨界面的应力的峰值随着力值增大呈线性增大关系。 8.四种螺纹形态和五种螺距条件下,在90°力值加载条件下,对应力峰值影响不大。但在120°和150°加载角度条件下,应力峰值随着螺距增大而增大,螺纹的应力峰值变化规律为等臂螺纹<近尖螺纹<远尖螺纹<直角螺纹,这一变化规律在150°加载角度条件下更为明显。结论 1.微螺钉支抗种植体直径的增加能有效的降低微螺钉／骨界面应力。 2.微螺钉支抗种植体长度的改变对微螺钉／骨界面的应力变化无明显作用。 3.在加载力值及方向的选择上,较小的加载力值可以降低微螺钉／骨界面最大主应力峰值;力与微螺钉长轴的夹角增加,有利于微螺钉／骨界面的主应力分布均匀,减少颈部应力集中。 4.在植入部位的选择上,皮质骨厚度的增加能有效的降低微螺钉／骨界面应力。 5.在加载角度增大导致微螺钉轴向力值增加时,螺纹形态和螺距对垂直加载时的力学传递影响明显,等边螺纹更有利于应力分布,适当减小螺距有利于应力分布。

关键词：微螺钉支抗种植体三维有限元研究加载角度螺距螺纹形态

无托槽隐形矫治器联合种植支抗内收上前牙的三维有限元研究

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中日友好医院学报 2021年第4期35卷 211-215,F0002页

作者：李晓梅徐宝华北京大学口腔医学院口腔医院综合二科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室北京100081 中日友好医院口腔医学中心北京100029

目的:研究在正畸治疗拔除上颌第一前磨牙时,使用无托槽隐形矫治器整体内收上前牙及内收同时辅助种植支抗与不同牵引力牵引时,对前、后牙的影响。方法:获取志愿者上颌骨数据,建立三维有限元模型,在Abaqus中加载并计算。分析无托槽隐形矫... 详细信息

目的:研究在正畸治疗拔除上颌第一前磨牙时,使用无托槽隐形矫治器整体内收上前牙及内收同时辅助种植支抗与不同牵引力牵引时,对前、后牙的影响。方法:获取志愿者上颌骨数据,建立三维有限元模型,在Abaqus中加载并计算。分析无托槽隐形矫治器在整体内收、内收同时辅助种植支抗与尖牙上牵引钩进行200g、450g牵引时对前、后牙牙周膜应力分布和位移趋势的影响。结果:单纯整体内收时上前牙呈远中舌向倾斜移动伴伸长;后牙呈近中倾斜移动伴压低。辅助种植支抗进行200g及450g牵引后,前牙倾斜移动及伸长趋势减小,尖牙呈现不同程度的整体远中移动趋势,后牙近中倾斜移动及压低趋势减小。结论:无托槽隐形矫治器联合种植支抗在内收前牙过程中不能明显改善"过山车"效应,应在材料性质和矫治设计上加以改进。

关键词：无托槽隐形矫治拔牙矫治整体内收生物力学三维有限元研究

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颞下颌关节受颏兜力作用下的三维有限元研究

解放军医学院学报 2000年第1期21卷 19-19页

作者：杨辉刘洪臣荣起国黄旭明方竞北京大学力学与工程科学系!北京100871 解放军总医院口腔科!北京100853

1 材料和方法选择牙列完整,咬合关系正常,无任何TMD症状和体征的健康成年女性志愿者一例,采用Signa 1.5T 超导型磁共振机分别对双侧颞下颌关节区和下颌骨进行磁共振扫描和三维重建.在计算机中对MR影像进行处理,用ANSYS5.3有限元处理程... 详细信息

1 材料和方法选择牙列完整,咬合关系正常,无任何TMD症状和体征的健康成年女性志愿者一例,采用Signa 1.5T 超导型磁共振机分别对双侧颞下颌关节区和下颌骨进行磁共振扫描和三维重建.在计算机中对MR影像进行处理,用ANSYS5.3有限元处理程序建立起颞下颌关节及下颌骨的三维有限元模型.

关键词：颞下颌关节颏兜力三维有限元研究

无托槽隐形矫治器整体内收与分步内收下颌前牙的三维有限元对比分析

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中日友好医院学报 2022年第4期36卷 207-210页

作者：曹世陶杨宜靓徐宝华北京大学口腔医院综合二科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室北京100081 中日友好医院口腔医学中心北京100029 北京大学医学部北京100191

目的:运用三维有限元法模拟研究下颌拔牙病例分步内收前牙时牙齿移动趋势和牙周膜应力分布,并与整体内收对比以探究分步内收设计的特点和优劣。方法:通过软件分析和模拟,构建出符合解剖规律的下颌牙列、牙周膜、牙槽骨联合模型,再根据... 详细信息

目的:运用三维有限元法模拟研究下颌拔牙病例分步内收前牙时牙齿移动趋势和牙周膜应力分布,并与整体内收对比以探究分步内收设计的特点和优劣。方法:通过软件分析和模拟,构建出符合解剖规律的下颌牙列、牙周膜、牙槽骨联合模型,再根据具体整体内收和分步内收的设计分别构建共6副无托槽隐形矫治器模型。通过三维有限元运算,模拟矫治器加力下各结构的受力情况,对比分析得出结论。结果:(1)膜片厚度的影响:膜片厚度对无托槽隐形矫治器治疗下的牙齿牙周膜受力有明显的影响,较厚的无托槽隐形矫治器矫治下的牙齿牙周膜受力明显增大。(2)牙周膜应力分布:下颌单根牙牙周膜Von Mises等效应力集中在牙颈部及根尖区,最大等效应力出现在牙颈部;对于下颌多根牙,牙周膜Von Mises等效应力集中在牙颈部、根尖区、根分叉区,最大等效应力出现在牙颈部。(3)支抗保护:相较于整体内收前牙而言,分步内收前牙可以减轻后牙区段牙周膜所受应力大小,并使得后牙具有更小的初始位移趋势。结论:无托槽隐形矫治器治疗下颌拔牙病例,设计分步内收前牙可以降低后牙牙周膜应力,并减少后牙的初始位移量,或有保护后牙支抗的作用。

关键词：无托槽隐形矫治器分步内收 Von Mises等效应力三维有限元研究

牵引方向对无托槽隐形矫治器联合种植支抗内收上前牙的生物力学影响

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临床口腔医学杂志 2022年第3期38卷 152-156页

作者：李晓梅宋云鹏徐宝华中日友好医院口腔医学中心北京100029 北京英迪口腔北京100026

目的:研究无托槽隐形矫治在拔牙病例内收上前牙时,单纯整体内收与内收同时辅助种植支抗与不同高度power arm牵引时前、后牙的生物力学效应。方法:利用CBCT获取志愿者上颌骨数据,通过Mimics、Geomagic、Unigraphics NX等软件建立上颌三... 详细信息

目的:研究无托槽隐形矫治在拔牙病例内收上前牙时,单纯整体内收与内收同时辅助种植支抗与不同高度power arm牵引时前、后牙的生物力学效应。方法:利用CBCT获取志愿者上颌骨数据,通过Mimics、Geomagic、Unigraphics NX等软件建立上颌三维有限元模型,在Abaqus中加载计算,设计无托槽隐形矫治器在单纯整体内收、内收同时辅助种植支抗与尖牙上power arm等高450 g、高位450 g牵引3种工况下的牙周膜等效应力分布、矫治器应力分布及位移趋势,分析其生物力学效应。结果:建立了高精度的上颌三维有限元研究模型,单纯整体内收时上前牙呈远中舌侧倾斜移动伴伸长,后牙呈近中舌侧倾斜移动伴压低。内收同时辅助种植支抗进行等高及高位450 g牵引时,前牙倾斜移动及伸长趋势减小,尖牙呈现不同程度的整体远中移动趋势,后牙近中倾斜移动及压低趋势减小,但变化均不显著。结论:无托槽隐形矫治器在单纯内收及联合种植支抗内收,尚不能实现前牙的整体移动和后牙支抗的保护,应在矫治设计和材料特性上加以改进。

关键词：无托槽隐形矫治拔牙矫治整体内收生物力学三维有限元研究

个性化舌侧矫治滑动内收过程的三维有限元建模

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个性化舌侧矫治滑动内收过程的三维有限元建模

作者：单知一上海交通大学

学位级别：硕士

目的:本实验为探究牙颌系统在个性化舌侧矫治滑动内收过程中的生物力学规律,选取一名拟行e-Brace个性化舌侧矫治器矫治拔除四颗第一前磨牙的双颌前突患者为研究对象,CBCT采集患者原始数据,通过逆向工程技术建立个性化舌侧矫治器矫治双... 详细信息

目的:本实验为探究牙颌系统在个性化舌侧矫治滑动内收过程中的生物力学规律,选取一名拟行e-Brace个性化舌侧矫治器矫治拔除四颗第一前磨牙的双颌前突患者为研究对象,CBCT采集患者原始数据,通过逆向工程技术建立个性化舌侧矫治器矫治双颌前突拔牙病例滑动内收阶段的三维有限元模型。为了实现最大程度地内收前牙、改善面型,本模型设计上颌借助微种植支抗整体滑动内收上前牙,下颌借助后牙支抗整体内收下前牙。通过进一步在已建立的三维有限元模型上加载内收力,观察个性化舌侧矫治系统滑动内收过程中上下牙列的位移趋势,验证模型的可靠性.方法:1、选取一例牙列完整的健康成年女性,双侧磨牙及尖牙关系均为安氏一类,牙列轻度拥挤,患者主诉“龅牙嘴突求治”。正畸方案拟拔除四颗第一前磨牙行e-Brace个性化舌侧正畸治疗。2、采集该患者正畸术中上下牙弓排齐整平后、滑动内收前的CBCT数据为原始资料,用mimics 15.0软件提取,导出为stl格式文件。3、将stl文件导入Geomagic studio 2013、Simpleware 6.0等软件中进行孔填充,表面光滑,布尔运算等操作,建立上下颌骨-牙槽骨-牙列-牙周膜-微种植支抗-个性化舌侧矫治系统的三维实体模型。4、将实体模型导入到Hypermesh12.0中进行实体的布尔运算,网格划分,材料属性设置,接触设置等工作。导入Abaqus 6.12中设置模型的分析步及载荷,进行有限元计算,验证模型的可靠性。结果:建立包括上下颌骨、牙槽骨、牙列、牙周膜、个性化舌侧矫治器、微种植支抗在内的个性化舌侧矫治系统滑动内收阶段的三维有限元模型。结论:建立上下颌骨-牙槽骨-牙列-牙周膜-个性化舌侧矫治器-微种植支抗在内的三维有限元模型。通过进一步在该模型上加载内收力,验证该有限元模型的可靠性,证明其可以模拟代表双颌前突患者拔除四颗第一前磨牙行个性化舌侧正畸滑动内收阶段的生物力学特征。

关键词： e-Brace个性化舌侧矫治器双颌前突微种植钉滑动法三维有限元研究