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《吉林大学》 2006年
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经三维有限元模型对比分析双侧下颌骨牵张过程中的作用力方向和应力水平

李晓明  
【摘要】:目的国外报道表明装置方向在下颌骨牵引形成过程中有重要作用,本实验的目的是通过建立三维模型经过计算机模拟施力对比分析双侧下颌骨牵引过程中的作用力和应力水平(装置方向分别平行于下颌体或平行于牵引轴)。 材料和方法通过CT扫描一完整成年男性的下颌骨标本,使用CAD和I-DEAS软件建立下颌骨三维有限元模型,计算机模拟在两种不同方向上通过温度载荷施加外力,分别分析下颌骨所受侧方力和骨应力的分布及大小情况。 结果当装置方向平行于下颌体放置时,可有一个相当大的侧方力,使用这种装置方向可见颏部唇侧和髁状突颈部内侧有持续增加达到拉应力,颏部的舌侧及髁状突颈部外侧发现有持续增大的压应力,然而当装置平行于牵引轴放置时,拉应力和压应力均未测及。 讨论结果表明装置方向对下颌骨牵引在侧方力和应力水平上有重要的生物机械作用骨牵引骨形成的成功取决于生理与生物机械参数。例如,朝向前方的力应用于下颌骨骨牵引过程中两骨断端间的组织形成以生成新骨,这些力刺激骨牵引中心的骨形成前体细胞群的增殖,在宿主骨边缘成骨细胞分化和聚集,为新骨质沉积和而后的矿化提供了必备条件。生物机械因素可分为组织相关、 牵引相关、和装置相关几类。Richards [6]等人发现方向从00到450改变能造成对新生组织持续增加的剪应力从而新骨形成减少。最后,实验中我们证实在一个电脑设计的模型上牵引装置方向平行于下颌体,骨-装置界面有产生侧方错位力的倾向。临床上这种侧方错位力显示为近中部分的前面,一个未预期的宽度增加。固位螺钉松动,固位部分局部压力下的骨吸收。这种装置方向也能产生前内/后外方的髁突旋转。这是在骨牵引时边缘增宽过程中导致髁突组织变化的时发现的。尽管如此当装置方向平行于牵引轴时,这些问题很少,这些作用于下颌骨的如前所述与生物机械因素有关的力在牵引区和相关宿主骨区有改变拉应力和压应力的可能。这些应力可能不仅影响新生组织的数量而且影响其质量。所以对牵引过程产生的力的作用有个透彻的了解理解很重要。这不仅会对治疗计划、装置设计和骨牵引力的控制有帮助而且有为有限元分析提供初始资料的作用。该研究的目的是通过建立三维模型经过计算机模拟施力对比分析双侧下颌骨牵引过程中的作用力和应力水平,即测试这种假设:平行于下颌体的牵引装置会增加牵引区下颌骨的侧方力和影响距离装置远和近的拉应力和压应力,然而装置平行于牵引轴放置会减小任何侧方或者不利的压应力的改变。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:R782

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