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骨质疏松患者单髁置换过程中股骨假体置入位置优化的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 464-470页

作者：刘蒙飞陈刚史易晗曾林姜侃依力哈木江•吾斯曼新疆医科大学第六附属医院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000

背景:骨质疏松患者行单髁置换过程中,股骨假体的合理置入范围尚未见研究,既往的相关研究常建立在正常骨质的单髁置换模型上,而对于非正常骨质模型的力学研究较少。单髁置换后的并发症已经被证实与骨质疏松高度相关。目的:采用有限元法分... 详细信息

背景:骨质疏松患者行单髁置换过程中,股骨假体的合理置入范围尚未见研究,既往的相关研究常建立在正常骨质的单髁置换模型上,而对于非正常骨质模型的力学研究较少。单髁置换后的并发症已经被证实与骨质疏松高度相关。目的:采用有限元法分析Sled固定平台股骨假体冠状倾斜度对骨质疏松患者单髁置换后生物力学的影响,并且寻找骨质疏松与单髁置换后中远期并发症的相关性。方法:基于数字化影像技术获取膝关节和假体的数据,再通过Mimics、Geomagic studio等专用软件建立一个正常骨质膝关节模型。基于已验证的正常骨质膝关节模型,通过改变材料参数创建骨质疏松膝关节模型。以Sled固定平台股骨假体标准位置(0°)为基准,正常骨质组与骨质疏松组分别依次建立股骨假体内、外翻3°,6°,9°,共计14个单髁置换模型,计算并分析所有单髁置换模型中聚乙烯衬垫表面、胫骨假体下松质骨和皮质骨的应力变化。结果与结论:(1)在骨质疏松模型中,聚乙烯衬垫表面和胫骨假体下松质骨的高应力值随股骨假体倾斜角度的增加而增加,胫骨假体下皮质骨表面的高应力值随假体外翻角度的增加而增加,随内翻角度的增加而减小;(2)对于聚乙烯衬垫表面以及胫骨假体下皮质骨表面,骨质疏松组各倾斜角度模型的高应力值均大于正常骨质组中对应的模型;对于胫骨假体下松质骨表面,骨质疏松组各倾斜角度模型的高应力值均小于正常骨质组中对应的模型;(3)骨质疏松可能会引起单髁置换术后膝关节内部结构的生物力学异常,增加术后假体无菌性松动和假体周围骨折的潜在风险;骨质疏松性膝关节行Sled固定平台内侧单髁置换时应尽可能避免股骨假体在冠状面上内翻/外翻。

关键词：膝单髁置换骨质疏松股骨组件生物力学有限元分析

肩关节镜下喙突单隧道固定与无隧道悬吊固定治疗急性Ⅲ-Ⅴ型肩锁关节脱位

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中国组织工程研究 2025年第5期29卷 1036-1042页

作者：曾勇涛郑宏程那次克道尔吉热发提·尼加提舒莉刘旭陈洪涛新疆医科大学新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830054 新疆医科大学第六附属医院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830002

背景:目前国内外对关节镜下喙突无隧道悬吊固定与喙突单隧道固定治疗肩锁关节脱位的术后疗效研究报道较少,两种术式的具体临床疗效及是否存在其他风险有待探索。目的:比较关节镜下使用TightRope带袢带钢板喙突单隧道固定与喙突无隧道悬... 详细信息

背景:目前国内外对关节镜下喙突无隧道悬吊固定与喙突单隧道固定治疗肩锁关节脱位的术后疗效研究报道较少,两种术式的具体临床疗效及是否存在其他风险有待探索。目的:比较关节镜下使用TightRope带袢带钢板喙突单隧道固定与喙突无隧道悬吊固定治疗急性Ⅲ-Ⅴ型肩锁关节脱位的短期临床疗效。方法:回顾性分析2019年6月至2022年9月新疆医科大学第六附属医院收治符合纳入标准的45例肩锁关节脱位患者,根据手术治疗方案分为2组,喙突单隧道组20例行肩关节镜下喙突单隧道固定,喙突无隧道组25例行肩关节镜下喙突无隧道悬吊固定。比较两组手术时间、切口长度及围术期失血量;对比两组术前、术后3个月及末次随访时肩关节Constant-Murley评分、目测类比评分、美国肘肩关节外科医师协会评分及术中、术后并发症等评价指标。结果与结论:①所有患者均顺利完成手术,术中无重要神经、血管损伤,喙突无隧道组手术时间较喙突单隧道组更短,差异有显著性意义(P0.05);②所有患者随访12-24个月,平均随访(15.29±2.73)个月;③喙突单隧道组内比较:在术后3个月及末次随访时,目测类比评分较术前显著降低(P外科医师协会评分较术前显著增加(P外科医师协会评分较术前显著增加(P外科医师协会评分相比差异无显著性意义(P>0.05);在术前及末次随访时,两组各评分在对应时间点之间比较差异均无显著性意义(P>0.05);④术中、术后并发症:喙突单隧道组在术中钻取隧道时发生1例喙突皮质破裂骨折,1例在术后3个月出现复位丢失,予以钩钢板+喙肩韧带转位重新复位固定;所有患者在末次随访中肩锁关节功能恢复良好且未发生再脱位;⑤提示关节镜下两种手术方法治疗急性Ⅲ-Ⅴ型肩锁关节脱位均具有创伤小、复位和固定可靠及术后肩关节功能恢复良好等优点,但是与喙突单隧道技术相比,喙突无隧道悬吊固定需要的手术时间更短、短期肩关节功能恢复快且避免了在喙突上建立骨隧道,减少了术中喙突发生医源性骨折的概率,安全性更高。

关键词：肩锁关节脱位肩关节镜喙锁韧带喙突单隧道固定喙突无髓道悬吊固定

髓内与髓外固定股骨颈基底部骨折的有限元分析:PFNA与FNS

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中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4407-4412页

作者：覃祺阿里木江·玉素甫刘宇哲刘修信任政冉建新疆医科大学新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830054 新疆医科大学第六附属医院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830092

背景:股骨颈基底部骨折生物力学稳定性差,治疗方案与传统股骨颈骨折有所差别,目前临床上治疗青年股骨颈基底部骨折的手术方案仍未达成统一。目的:通过有限元分析比较股骨近端防旋髓内钉与股骨颈动力交叉钉治疗股骨颈基底部骨折的生物力... 详细信息

背景:股骨颈基底部骨折生物力学稳定性差,治疗方案与传统股骨颈骨折有所差别,目前临床上治疗青年股骨颈基底部骨折的手术方案仍未达成统一。目的:通过有限元分析比较股骨近端防旋髓内钉与股骨颈动力交叉钉治疗股骨颈基底部骨折的生物力学特征。方法:首先使用Mimics Medical 21.0软件提取健康青年女性志愿者右侧股骨CT数据建立初步模型;然后将该模型导入Geomagic Wrap 2021软件进一步光滑处理;利用SOLIDWORKS 2021软件建立股骨颈基底部骨折模型、股骨近端防旋髓内钉模型、股骨颈动力交叉钉模型并进行装配;最后将装配后的模型导入Workbench 2021 R1软件进行生物力学分析。结果与结论:(1)应力分布:股骨近端防旋髓内钉组股骨模型应力分布主要在骨折线附近及股骨内侧,应力峰值为151.90 MPa;股骨颈动力交叉钉组股骨模型应力分布主要在骨折线附近,应力峰值为290.74 MPa;股骨近端防旋髓内钉内固定应力主要分布在螺旋刀片及主钉近端,应力峰值为102.95 MPa;股骨颈动力交叉钉内固定应力分布主要由支撑棒向两边延伸,应力峰值为184.69 MPa;(2)总位移:股骨近端防旋髓内钉组股骨模型最大位移为4.032 3 mm,股骨颈动力交叉钉组股骨模型最大位移为4.648 9 mm,最大位移均位于股骨头;股骨近端防旋髓内钉组内固定与股骨颈动力交叉钉组内固定位移峰值分别为2.709 4 mm与3.130 3 mm,两组内固定位移均主要集中在内固定近端,逐渐向远端递减;(3)提示在股骨颈基底部骨折的模型中,无论是股骨模型还是内固定模型,股骨近端防旋髓内钉相较于股骨颈动力交叉钉应力分布更分散、应力峰值更低、股骨头位移更小,生物力学稳定性更优。

关键词：股骨颈基底部骨折有限元分析股骨近端防旋髓内钉股骨颈动力交叉钉系统生物力学

单侧经皮椎体成形骨水泥分布对椎体压缩性骨折修复疗效的影响

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2015-2022页

作者：阿卜杜吾普尔·海比尔库提鲁克·守克尔阿里木江·玉素甫林航吐尔洪江·阿布都热西提新疆医科大学新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830054 新疆医科大学第六附属医院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830002

背景:虽然研究表明,骨水泥的对称分布可以减少术后椎体再次骨折并有助于改善预后,但是进行经皮椎体成形过程中获得更好的骨水泥分布仍然是外科医生面临的一个重要课题。目的:探讨骨水泥分布对单侧经皮椎体成形术后疗效的影响,以提供有... 详细信息

背景:虽然研究表明,骨水泥的对称分布可以减少术后椎体再次骨折并有助于改善预后,但是进行经皮椎体成形过程中获得更好的骨水泥分布仍然是外科医生面临的一个重要课题。目的:探讨骨水泥分布对单侧经皮椎体成形术后疗效的影响,以提供有效的预防和治疗措施,防止术后椎体再次骨折。方法:选择2018年1月至2022年12月在新疆医科大学第六附属医院行单侧经皮椎体成形治疗的193例患者,根据术后骨水泥分布分为Ⅰ组(骨水泥不接触上端和远端端板,n=59)、Ⅱ组(骨水泥只接触上端板或只接触下端板,n=80)和Ⅲ组(骨水泥同时接触上端和远端端板,n=54)。对比3组患者的基本资料,手术相关指标包括手术时间、总住院费用、术后住院时间、骨水泥注射量、腰痛目测类比评分及Oswestry功能障碍指数、术后椎体高度恢复率、椎体局部后凸角、损伤椎体及邻近椎体再骨折发生率等,记录所有患者的随访结果。结果与结论:(1)Ⅲ组患者术后1年腰痛目测类比评分和Oswestry功能障碍指数明显低于Ⅰ组和Ⅱ组,差异有显著性意义(P 0.05);(4)提示与骨水泥不接触上端和远端端板组和骨水泥只接触上端板或只接触下端板组相比,骨水泥同时接触上端和远端端板组患者可获得更好的长期预后,而且骨水泥同时接触上端和远端端板能够明显降低损伤椎体及总椎体骨折发生率,医生术中应充分掌握骨水泥的弥散情况,并制定有针对性的预防和治疗策略,从而有助于减少未来再发生骨折的风险。

关键词：骨质疏松性椎体压缩性骨折经皮椎体成形骨水泥骨水泥弥散椎体再次骨折

股骨颈动力交叉钉联合空心钉治疗Pauwels Ⅱ型中青年股骨颈骨折的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3095-3100页

作者：阿里木江·玉素甫阿卜杜吾普尔·海比尔阿不都拉·阿不来提冉建新疆医科大学第六临床医学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830002 新疆医科大学第六附属医院创伤骨一科新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830002

背景:股骨颈骨折是一种还未被解决的骨折,虽然涌现了空心螺钉、动力髋螺钉及股骨颈动力交叉钉等效果较好的植入物,但对于Pauwels角和剪切力较大的股骨颈骨折的最佳内固定方案尚无定论。目的:采用有限元分析法研究不同置钉位置的股骨颈... 详细信息

背景:股骨颈骨折是一种还未被解决的骨折,虽然涌现了空心螺钉、动力髋螺钉及股骨颈动力交叉钉等效果较好的植入物,但对于Pauwels角和剪切力较大的股骨颈骨折的最佳内固定方案尚无定论。目的:采用有限元分析法研究不同置钉位置的股骨颈动力交叉钉联合空心螺钉治疗PauwelsⅡ型中青年股骨颈骨折的生物力学特性。方法:根据提取的志愿者股骨CT数据建立Pauwels角为50°的股骨颈骨折模型,将股骨颈均分为3等分,构建4组模型:A组股骨颈动力交叉钉主钉位于股骨颈中间1/3;B组股骨颈动力交叉钉主钉位于股骨颈下1/3;C组股骨颈动力交叉钉主钉位于股骨颈下1/3+空心螺钉位于股骨颈上1/3;D组股骨颈动力交叉钉主钉位于股骨颈中间偏前内侧1/3+空心螺钉位于股骨颈中间偏后内侧1/3。在1200 N的载荷下测量4组股骨、内固定模型的应力分布及峰值、最大变形情况和骨折断面的应力分布。结果与结论:①通过有限元分析可知,C组的股骨及内固定模型的应力分布及峰值、最大变形情况和骨折断面的应力均小于其余3组;②B组相较于A组有着更小的股骨骨质、内固定物和骨折断面应力和位移,说明股骨颈动力交叉钉头钉放置于股骨颈下1/3比中1/3更稳定;③结果表明,股骨颈动力交叉钉头钉位于股骨颈下1/3联合股骨颈上1/3平行放置螺钉对青壮年PauwelsⅡ型股骨颈骨折具有更好的稳定性,是治疗该类型骨折的有效选择。

关键词：股骨颈骨折股骨颈动力交叉钉系统空心螺钉有限元分析生物力学

BYL-719对结核杆菌诱导异常破骨细胞分化的作用及机制

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中国组织工程研究 2025年第2期29卷 355-362页

作者：张俊郭建贾麒钰汤丽丽王茜阿卜杜萨拉木·阿力木江吴桐买合木提·亚库甫马创新疆医科大学第一附属医院创伤骨科新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830054 新疆医科大学第六附属医院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830054

背景:PI3K/AKT信号通路调控破骨激活在维持骨稳态中具有关键作用,而骨关节结核中的骨质破坏正是由于结核杆菌感染引起的异常破骨细胞生成所致,但是PI3K信号通路在结核杆菌诱导的异常破骨细胞生成中发挥的作用尚不明确。目的:探究PI3K/AK... 详细信息

背景:PI3K/AKT信号通路调控破骨激活在维持骨稳态中具有关键作用,而骨关节结核中的骨质破坏正是由于结核杆菌感染引起的异常破骨细胞生成所致,但是PI3K信号通路在结核杆菌诱导的异常破骨细胞生成中发挥的作用尚不明确。目的:探究PI3K/AKT信号通路抑制剂BYL-719对结核杆菌诱导的异常破骨细胞生成的影响及机制。方法:使用牛结核杆菌卡介苗(BCG)感染RAW264.7细胞,Ag85B进行细胞免疫荧光染色;CCK-8法确定BYL-719安全使用浓度。实验分为空白对照组、BYL-719组、卡介苗组、卡介苗+BYL-719组。各组细胞在RANKL诱导下,通过抗酒石酸酸性磷酸酶染色和鬼笔环肽染色,探究BYL-719对结核杆菌感染后破骨细胞分化、融合的影响;RT-PCR和Western Blot检测破骨细胞相关基因及蛋白表达情况,并进一步探索作用机制。结果与结论:①免疫荧光染色结果显示,RAW264.7细胞吞噬结核杆菌;②CCK-8数据显示,40 nmol/L浓度BYL-719没有细胞毒性;③抗酒石酸酸性磷酸酶染色和鬼笔环肽染色提示,BYL-719能抑制结核杆菌感染后的破骨细胞生成、融合能力;④RT-PCR和Western blot结果也提示,BYL-719抑制了结核杆菌感染诱导的破骨细胞特异性基因(包括c-Fos、NFATc1、基质金属蛋白酶9和CtsK)表达升高(P<0.05);⑤Western blot和免疫荧光染色结果揭示,BYL-719通过下调IκBα-p65来抑制结核杆菌诱导的破骨细胞过度分化;⑥结论:BYL-719通过下调IκBα/p65抑制结核杆菌诱导的异常破骨细胞生成,说明IκBα/p65信号通路是骨关节结核潜在治疗靶点,BYL-719有预防和改善骨关节结核中骨质破坏的潜在价值。

关键词： BYL-719 结核杆菌感染破骨细胞骨结核 PI3K/AKT RAW264.7 卡介苗 NF-κB

上颌中切牙种植联冠应用角度基台在不同种植体间距的应力分析

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中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3351-3359页

作者：马吾兰江·阿不都仁木孜拉来·居来提白布加甫·叶力思古丽再努·依不拉音尼加提·吐尔逊新疆医科大学第二附属医院口腔科新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830063

背景:在口腔多颗牙种植修复治疗中,不同的植入间距和基台角度影响着植体内部组件及骨组织处应力的分布,修复体与骨组织的应力分布是否平衡直接决定着种植体的使用寿命以及周围骨组织的稳定性。目的:分析上颌中切牙联冠修复体在3种植入... 详细信息

背景:在口腔多颗牙种植修复治疗中,不同的植入间距和基台角度影响着植体内部组件及骨组织处应力的分布,修复体与骨组织的应力分布是否平衡直接决定着种植体的使用寿命以及周围骨组织的稳定性。目的:分析上颌中切牙联冠修复体在3种植入间距时应用不同角度基台修复对修复体各部件及周围骨组织应力分布的影响。方法:在CT数据库中提取1例需行上颌中切牙种植修复患者的CT影像数据,导入Mimics 21.0软件提取上颌骨模型,在Geomagic软件处理后导入SolidWorks 21.0软件,绘制并构建上颌中切牙种植联冠修复体模型,在ANSYS Workbench 21.0软件中分别对3.0,2.5,2.0 mm植入间距的种植体模型应用0°,10°,20°,30°角度基台后进行加载,分析种植体及周围骨组织的应力分布情况。结果与结论:①在3.0,2.5,2.0 mm间距植入模型中,各部件的应力峰值随着植入基台角度的增大而增大,每种间距植入模型中30°基台修复时种植体及各部件所受应力峰值最高,最大等效应力峰值均出现在固位螺丝与角度基台连接处;在应用30°基台修复时,种植体周围骨组织所受应力最大;②所有模型的应力主要集中于皮质骨唇舌侧;③种植体间骨的应力分布和应力值随着种植体间距离的减小而增加,0°及10°基台修复模型都显示出比20°和30°基台模型显著更低的应力值;④结果显示,基台角度以及植入间距对种植体周围骨组织应力的分布有一定影响,当基台角度增加时,种植体受到轴向和斜向载荷,种植体周围的应力模式上升,30°基台种植修复体对骨组织应力较大,达到了皮质骨的骨吸收阈值,10°和20°基台修复应力较小于30°基台,临床上选择基台时应慎重考虑大于20°基台修复。

关键词：种植修复体角度基台有限元分析生物力学应力分析基台种植体间距

不同骨质条件下超短种植体应用于下颌后牙区的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4679-4686页

作者：孜拉来·居来提马吾兰江·阿不都仁木艾克丽亚·艾尼瓦尔热依拉·库尔班尼加提·吐尔逊新疆医科大学第二附属医院口腔科新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830063

背景:有研究利用三维有限元方法分析了种植体在不同皮质骨厚度中的应力情况,得出皮质骨厚度影响种植体-骨界面位移值、等效应力值及种植体各部件等效应力值的结果。目前超短种植体在不同下颌骨骨质中的临床应用还存在不确定性。目的:利... 详细信息

背景:有研究利用三维有限元方法分析了种植体在不同皮质骨厚度中的应力情况,得出皮质骨厚度影响种植体-骨界面位移值、等效应力值及种植体各部件等效应力值的结果。目前超短种植体在不同下颌骨骨质中的临床应用还存在不确定性。目的:利用三维有限元法分析超短种植体在下颌骨不同骨质中的应力分布及骨组织的应力分布情况。方法:选取1名下颌第1磨牙缺失患者的CT影像资料,利用Mimics软件创建下颌骨第1磨牙区域的模型,根据超短种植体奥齿泰系统中5 mm×5 mm TSⅢ型号绘制出所需要的植体及上部修复体模型,使用Geomagic Studio的偏置命令获取下颌4类不同骨质的模型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类),将所有模型整合并交叉组合,给予不同方向载荷,分析各类模型受力后的范氏等效应力分布。结果与结论:(1)垂直载荷时:皮质骨最大应力在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类骨质中相对于Ⅳ类骨更趋向于稳定,力也从分散于种植体周围到Ⅳ类骨时逐渐集中至种植体颈部与皮质骨连接处;Ⅰ类骨中最大等效应力峰值在中央螺丝区域,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类骨中最大应力峰值则统一在种植体颈部与基台连接处。(2)侧向载荷时:皮质骨最大应力随着骨质条件的减弱呈逐渐增大的趋势;Ⅰ-Ⅳ类骨质中,最大应力峰值都集中在种植体与基台连接处,Ⅰ-Ⅲ类骨中种植体本身所受应力随着骨质的减弱表现出逐渐增大的趋势,到Ⅳ类骨时应力有所减小,此规律同样适用于修复体基台以及松质骨所受应力。(3)各类骨质中侧向载荷时所受到的最大应力值比垂直向载荷更大。

关键词：超短种植体三维有限元不同骨质应力分布骨组织

三维有限元分析不同工况下牵引上颌埋伏尖牙牙周应力分布

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中国组织工程研究 2025年第14期29卷 2907-2913页

作者：吾斯曼江•依明祖丽胡马尔•努尔艾合买提赛地热娅•阿不力米提妮呄热•西尔买买提王凌古力巴哈•买买提力新疆医科大学第二附属医院口腔科新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000

背景:在正畸治疗埋伏尖牙过程中,粘接正畸附件的部位、角度、力值对牵引效果及牙周有较大影响,但目前对合适牵引部位、角度和牵引力值大小的相关研究较少。目的:通过三维有限元分析正畸矫治过程中不同牵引力作用下上颌埋伏尖牙的牙周应... 详细信息

背景:在正畸治疗埋伏尖牙过程中,粘接正畸附件的部位、角度、力值对牵引效果及牙周有较大影响,但目前对合适牵引部位、角度和牵引力值大小的相关研究较少。目的:通过三维有限元分析正畸矫治过程中不同牵引力作用下上颌埋伏尖牙的牙周应力分布。方法:选用1例上颌埋伏尖牙患者的锥形束CT扫描数据,建立包括埋伏尖牙、上颌骨骼及其周围支持结构在内的三维有限元模型,在埋伏尖牙唇侧切1/3、中1/3及颈1/3部位,分别施加与牙齿长轴呈60°,90°,120°角的牵引力(30,60,90 g),分析埋伏尖牙牙周膜Von Mises应力分布。结果与结论:①不同工况下埋伏尖牙的牙周应力分布基本相似:在尖牙切1/3施力时,模型中靠近颈部牙周膜Von Mises应力较小,舌面近颈部牙周膜Von Mises应力较大;在尖牙中1/3施力时,模型中靠近颈部牙周膜Von Mises应力较小,唇面近颈部牙周膜Von Mises应力较大;当在尖牙颈1/3施力时,模型中靠近牙颈部牙周膜Von Mises应力较小,唇面中部牙周膜Von Mises应力较大。②当施力部位、角度相同时,随着施加力的增加,牙周膜最大Von Mises应力呈增加趋势;当施加力大小、角度相同时,尖牙切1/3、中1/3及颈1/3部位牙周膜最大Von Mises应力呈递减趋势。在尖牙切1/3部位施加相同大小的力时,随着施力角度的增加,牙周膜最大和最小Von Mises应力均呈减少趋势;在尖牙颈1/3施加相同大小的力时,随着施力角度的增加,牙周膜最大Von Mises应力呈递增趋势。③结果显示,牵引上颌埋伏尖牙尽量在靠近牙颈部的部位粘接托槽,牵引上颌埋伏尖牙时牵引方向与牵引部位有关,牵引力一般为30-60 g之间。

关键词：正畸矫治上颌埋伏尖牙三维有限元牙周膜应力阻生牙