应用无托槽隐形矫治器回收上前牙不同附件设计的支抗牙三维有限元分析

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lilinchang0105
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目的:通过三维数字化技术模拟颌骨、牙槽骨、牙体、牙周膜、附件及无托槽隐形矫治器,建立上颌减数第一前磨牙的三维有限元模型,分析后牙附件在不同设计情况下,回收前牙时后牙的初始移动趋势和牙周膜应力分布,为临床实际应用提供参考。方法:选择一例上颌前突成人患者的CBCT资料,以DICOM格式导入到Mimics20.0中进行牙体、颌骨、牙槽骨不同组织的初步提取,以点云形式保存为STL格式。应用Geomagic Studio 2014软件进行逆向工程学修复及优化,通过法相扩展分别得到牙周膜和无托槽隐形矫治器模型。应用UG(NX)11.0软件分别设计出垂直矩形附件、水平矩形附件、成组半椭圆形附件,与模拟建立的上颌减数第一前磨牙三维模型进行组装、建模,根据支抗牙附件形状和位置的不同分为六组:无附件组(NA)、垂直矩形附件颊侧近中组(VM)、垂直矩形附件颊侧远中组(VD)、水平矩形附件颊侧近中组(HM)、水平矩形附件颊侧远中组(HD)及成组半椭圆形附件组(GO);应用Ansys workbench 19.0有限元分析软件模拟并观察各组前牙整体回收情况下,支抗牙的初始位移趋势和牙周膜最大范式等效应力(Von-Mises应力)分布。结果:在所有的分组中,支抗牙均出现了牙冠腭向移动、牙根颊向移动、牙冠近中舌向旋转的移动趋势,第二前磨牙的近中方位移趋势最大;无附件组与有附件组相比,支抗牙轴倾角变化更大、更明显;水平矩形附件组相对于垂直矩形附件组、颊侧远中组相对于颊侧近中组,轴倾角变化更小、更趋向于整体移动;所有附件组中,牙周膜最大Von-Mises应力均分布在牙颈部,其次为根尖区。NA组支抗牙的最大Von-Mises应力均最大,附件组中,磨牙在垂直矩形附件组中最大Von-Mises应力均小于水平矩形附件组,而第二前磨牙于水平矩形附件颊侧远中组最大Von-Mises应力最小。结论:1.附件设计有效减小了前牙回收时支抗牙发生近中倾斜的初始位移趋势,提高了牙齿三维方向移动的精确性。2.水平矩形附件置于颊侧远中组更有利于减小支抗牙近中倾斜的初始移动趋势。3.无托槽隐形矫治器在初始矫正状态下牙周膜所受Von-Mises应力较大,临床上摘戴牙套过程中应注意牙周组织的保护。
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