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目的:
采用螺旋CT断层扫描技术建立上颌骨—上牙列—矫正装置的三维有限元模型,探讨利用微种植体支抗整体远移上牙列时,牙弓宽度的变化,为临床上如何进行弓丝设计提供参考。
材料和方法:
选择一位上颌牙列完整且排列整齐的志愿者的头颅CT片,将断层图像通过医学重建软件Minics及逆向工程软件Geomagic进行处理,生成上颌骨及上牙列的三维模型。在Ansys软件中,建立五种不同尺寸的弓丝(0.016*0.022英寸,0.017*0.025英寸,0.018*0.025英寸,0.019*0.025英寸,0.021*0.025英寸),在侧切牙和尖牙之间设立不同高度的牵引钩(1mm,4mm,7mm,10mm),以及在第二前磨牙和第一磨牙牙根之间,距离牙槽嵴顶4mm高度的位置建立种植体支抗。由牵引钩向种植体方向施以200g的力值,读取尖牙牙尖,第一前磨牙颊尖,第二前磨牙颊尖,第一磨牙近中颊尖的水平向(X轴向)的位移值,分析不同情况下前中后段牙弓宽度的变化。
结果:
1、牵引钩高度一定时(1mm),使用0.016*0.022英寸不锈钢丝,尖牙,第一前磨牙,第二前磨牙,第一磨牙的水平向位移值分别是1.06×10-4mm,2.91×10-5mm,9.89×10-6mm,4.69×10-6mm;使用0.017*0.025英寸弓丝时值为9.60×10-5mm,2.79×10-5mm,9.36×106mm,4.56×10-6mm;使用0.018*0.025英寸弓丝时值为9.32×10-5mm,2.48×105mm,9.03×10-6mm,4.38×106mm;使用0.019*0.025英寸弓丝时值为9.16×10-5mm,2.27×10-5mm,8.91×10-6mm,4.20×10-6mm;使用0.021*0.025英寸弓丝时值为9.04×105mm,2.19×10-5mm,8.72×10-6mm,4.07×10-6mm。随着弓丝粗度增加,牙弓宽度变化减小。
2、弓丝尺寸一定时(0.018*0.025英寸),使用1mm高度的牵引钩,其值分别为9.32×10-5mm,2.48×10-5mm,9.03×10.6mm,4.38×10-6mm;使用4mm牵引钩时为2.05×10-5mm,-9.89×10-6mm,-7.25×10-6mm,-4.00×10-6mm;使用7mm牵引钩时为-5.77×10-5mm,-4.70×10-5mm,-2.49×10-5mm,-1.29×10-5mm;使用10mm牵引钩时为-1.38×10-4mm,-8.45×10-5mm,-4.26×10-5mm,-2.19×10-5mm,随着牵引钩高度增加,尖牙区牙弓宽度变化情况是由变宽转为变窄,变化幅度大,磨牙区牙弓宽度变化情况与尖牙区相同,变化幅度小。
结论:
1、弓丝尺寸越大,刚性越大,受力后形变越小,牙弓宽度变化越小,如果希望维持牙弓的稳定,则应使用较大尺寸的弓丝。
2、低位牵引钩牵引时,牙弓宽度趋向于变宽;高位牵引钩牵引时,牙弓宽度趋向于变窄。牙弓宽度变化在尖牙区最明显,前磨牙,磨牙区域变化依次减小。
3、使用种植体支抗整体远移牙列时,可以根据牙弓的原始形态和对弓形的治疗要求,在弓丝上做相应调整来抵抗弓丝形变对牙弓形态产生的影响。如果患者的牙弓形态尖圆,希望增加尖牙间的宽度,可使用低位牵引钩,相反,患者的牙弓形态方圆,希望减少尖牙间宽度,可使用高位牵引钩。