收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

口腔正畸微植体支抗技术的生物力学研究

邓锋  
【摘要】: 口腔正畸治疗是正畸医生利用特定矫治装置,对患者的牙齿、颌骨等组织器官施加特定大小和方向的力,以达到在生理范围内定向移动牙齿、和/或影响颌骨生长之目的,从而矫正患者的牙颌面畸形的一种治疗方法。在正畸治疗中,正确地理解矫治力的传递,以及相应的牙、牙周膜、颌骨等组织受力后的生物力学效应是正畸医师合理设计矫治力系统、进行有效正畸治疗的前提和基础,也是治疗成败的关键。正畸医师除了利用各种专门装置对患者的牙齿、颌骨等组织器官施加矫治力以达到治疗目的外,还要确定一些组织器官或装置来承受由此产生的反作用力,这些组织器官或装置被叫作“支抗(Anchorage)”。其中微螺钉种植体支抗(以下简称“微植体支抗”,Micro-Implant Anchorage,MIA)系统是将生物相容性良好的纯钛材料制成形状不同的螺钉,再根据需要植入颌骨的不同部位,通过微植体与颌骨组织良好的结合,以承受正畸治疗的反作用力的一种新型支抗系统。该系统以它植入的微螺钉体积细小、临床操作简便、患者口腔异物感小、支抗作用强(被称为“绝对支抗”)、植入位置灵活等优势而对传统的正畸治疗产生了革命性的影响,也因此受到了正畸医师的广泛关注。 尽管在使用微植体支抗时,正畸医师都进行了审慎的计划与仔细的操作,但临床上始终存在一定数量的微植体支抗松动率,且随着承载力量的加大,其松动率有增大的趋势。这一现象与微植体周围组织应力分布密切相关,而应力分布又与微植体构型设计、骨组织界面结合形式等因素密切相关。此外,应用微植体时的“微植体—矫治器—牙—牙槽骨—颌骨”矫治力系统,与使用传统支抗方式的“口外装置—矫治器—牙—牙槽骨—颌骨”矫治力系统相比较,其力系统也发生了很大的改变。然而上述问题与改变的生物力学机制目前还仅限于初步研究,所得出的结论也存在差异。 由于牙颌面结构复杂,在其功能活动时本身的生物力学影响因素就很多,加之各种矫治器的引入与应用,对正畸矫治力系的生物力学研究始终是非常困难的一件事。近年来,随计算机科学发展起来的有限元数值分析方法,在口腔生物力学研究领域发挥了巨大的作用。但是,目前针对“微植体—矫治器—牙—牙槽骨—颌骨”矫治力系统的装配式有限元模型尚未见报道,以往研究也存在模型构建缓慢、几何相似性差、模型组合性能较弱等局限因素,这些存在的问题促成了本文研究工作的开展。 本文第一部分即利用经CT、Mimics及ABAQUES三维建模思路构建出全新的、包含“微植体—骨界面”的三维有限元牙颌模型。在第二部分中通过假设不同的“微植体—骨界面”结合状态,对“微植体—骨界面”的应力分布情况进行了数值分析,验证了该模型可以作为一个有效地进行口腔正畸生物力学相关研究的有限元研究平台。第三部分对该模型进行了必要的扩展,首次将正畸常规治疗体系——直丝弓矫治器“组装”到了包含“微植体—骨界面”的三维有限元牙颌模型上,并对其进行了初步的验证。第四部分则利用整合后的模型对“微植体—直丝弓—牙—牙槽骨—颌骨”内收上前牙的矫治力系进行了系统的数值计算与仿真研究。 第一部分:包含“微植体—骨界面”的三维有限元牙颌模型的快速、准确构建目的:探索基于Mimics医学图像处理系统的CT法建模新思路,快速、准确建立几何相似性优良、含微植体和部分牙齿的上颌骨三维有限元模型。方法:以一牙列完整的成人干颅骨为标本,通过螺旋CT扫描后将图像传输至Mimics系统,提取感兴趣的部分进行三维重建,再运用ABAQUES对三维模型进行网格划分后建模。结果:获得几何相似性优良、可任意分割、拆卸的三维有限元模型;探索出一条基于Mimics的生物力学建模新方法。结论:应用高精度螺旋CT扫描、Mimics和ABAQUES相结合的方法,快速建立包含“微植体—骨界面的三维有限元牙颌模型”是切实有效和可行的。Mimics系统有助于快速建模及提高模型的几何相似性。 第二部分:微植体支抗—骨界面的生物力学研究及微植体颈部优化设计探讨 目的:模拟分析正畸力载荷作用下不同的“微植体—骨界面”结合形式其应力分布情况。基于计算结果对微植体形态进行改进,并建模比较分析改良微植体的应力分布情况。方法:在按前述方法建立的“微植体—骨界面”的三维有限元牙颌模型中,依据“微植体—骨界面”的不同结合状态,分别确定微植体刚植入时的“初始稳定状态”、“完全骨整合”以及“纤维骨性固位”三种情况,对微植体施加相同的正畸力载荷并分别计算三种界面的应力分布状态。结果:在三种骨界面状态下微植体的应力分布主要集中在颈部,其中“完全骨整合”的“微植体—骨界面”应力水平最低。基于计算结果对微植体颈部构型进行优化设计,发现优化设计后的颈部应力水平显著降低。结论:在三种骨界面状态下微植体均可稳定地作为正畸支抗。对微植体颈部进行优化设计能有效降低应力水平。 第三部分:直丝弓滑动法关闭拔牙间隙的三维有限元模型的建立 目的:探索建立直丝弓滑动法关闭拔牙间隙的三维有限元模型的新思路,为直丝弓矫治器滑动法关闭拔牙间隙的机制提供生物力学依据。方法:在按前述方法建立的三维有限元牙颌模型中,根据东方人预成直丝弓矫治器的数据标准将牙齿组装至完全排齐、整平。运用ABAQUES前处理程序生成弓丝、托槽并通过布尔运算生成最后的三维有限元模型。结果:获得了仿真直丝弓矫治器滑动法关闭间隙的三维有限元数值模型。在模型上施以2N的力加载后,上前牙出现舌向初始位移,舌侧牙周膜出现压应力区。验证了模型的合理性。结论:建立了仿真直丝弓矫治器滑动法关闭间隙的、具备优良几何相似性的三维有限元数值模型。再次验证了本研究的有限元数值建模方法快速、准确、可行。第四部分:“微植体支抗—矫治器—牙—牙槽骨—颌骨”矫治力系统内收上前牙的三维有限元研究 目的:从生物力学角度研究不同植入高度的微植体以及不同高度的牵引钩,在直丝弓矫治器滑动法关闭间隙时,对上前牙初始牙移动的影响。方法:建立“微植体支抗—直丝弓—牙—牙槽骨—颌骨”的三维有限元模型。研究用不同植入高度的微植体以及不同高度的牵引钩,在1.5N力的作用下使上前牙发生的初始移动趋势。结果:1、在使用植入高度较低的微植体时,上前牙的舌向初始牙移动比使用植入位置较高的微植体时更明显。而在使用植入高度较高的微植体时,上前牙的压低移动则更为明显。2、当牵引钩高度增加时,上前牙的初始移动趋势从舌向移动逐渐转变为了向唇侧移动。结论:本文建立的“微植体支抗—直丝弓—牙—牙槽骨—颌骨”三维有限元模型可以有效地模拟微植体对正畸矫治力系统的影响,对临床医师正确地设计、使用矫治力系统具有重要的指导意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 罗毅;温秀杰;;正畸种植体支抗的研究现状[J];国际口腔医学杂志;2006年05期
2 杨光银;李晓智;;微种植体支抗系统研究进展[J];口腔材料器械杂志;2007年01期
3 闫志刚;;论正畸种植体支抗的研究现状[J];消费导刊;2008年02期
4 闫志刚;;论正畸种植体支抗的研究现状[J];消费导刊;2008年03期
5 解邦杰;蔡留意;段峰;;种植体支抗矫正Angle-Ⅱ类错颌畸形12例[J];武警医学;2008年07期
6 刘名燕;秦晓中;;种植体支抗在口腔正畸中的应用[J];口腔医学;2008年12期
7 徐燕;;微型自攻种植体支抗两种植入方式的比较[J];第四军医大学学报;2009年02期
8 王震东;李青奕;王林;顾永佳;;不同尺寸微种植体支抗系统的临床应用比较[J];华西口腔医学杂志;2009年02期
9 朱宪春,魏洪涛,刘冬辉;一种增强活动矫治器支抗的技术[J];白求恩医科大学学报;1998年04期
10 张志平;种植支抗[J];中国口腔种植学杂志;2003年01期
11 吴秀青;;种植体支抗在成人正畸中的疗效观察[J];中外医疗;2009年04期
12 刘鑫;;微小种植体支抗临床操作[J];中国实用口腔科杂志;2009年10期
13 辛洪哲;辛洪艳;崔英涛;谢春韶;王慧敏;;舌侧隐形矫治技术的临床应用[J];中国美容医学;2010年07期
14 毕建玲;李金源;张彬;;口腔正畸种植体支抗的研究进展[J];山东医药;2010年28期
15 李红薇;;微螺钉种植体支抗在内收前牙正畸治疗中的临床应用[J];医学信息(上旬刊);2010年11期
16 董文杰;马廷建;吴婷;;微型种植体支抗稳定性的临床观察[J];牡丹江医学院学报;2011年03期
17 梁星,唐思青,王虎,赵志河,巢永烈,吕丹,李满园,高卫民;羟基磷灰石涂层钛种植支抗牵拉磨牙的动物实验初探[J];华西口腔医学杂志;1998年02期
18 张国华,蔡中,张志勇,史书俊;种植体支抗的组织学研究近况[J];国外医学.生物医学工程分册;1999年01期
19 王菲,周洪,叶湘玉,牛百平,谈龙,管丽敏;关于横腭弓Ω曲朝近中或朝远中在增加支抗方面的对比研究[J];中国美容医学;2003年02期
20 黄敏方;周嫣;方志欣;陈世稳;成荣芝;;国产微螺钉种植体在正畸临床的应用[J];广西医学;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘昱;;微螺钉种植体支抗稳定性的临床研究[A];中华口腔医学会全科口腔医学专业委员会第一次学术年会会议论文集[C];2009年
2 陈启锋;;活动翼矫治器的支抗控制能力初步评测[A];第二届全国医疗美容技术交流大会暨高新技术精品手术演示会论文汇编[C];2010年
3 武冠英;徐宝华;;应用微种植体做支抗压低上颌第一磨牙的临床研究[A];中华口腔医学会全科口腔医学专业委员会第一次学术年会会议论文集[C];2009年
4 陈钦;;种植体支抗在下颌第一磨牙缺失中的临床应用[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年
5 林洁;;自攻式微种植支抗植入术的护理体会[A];全国口腔护理新进展研讨会论文汇编[C];2011年
6 张代全;樊瑜波;刘展;;不同锥度微植入体即刻加载时界面应力分布的比较[A];四川省力学学会2008年学术大会论文集[C];2008年
7 邓礼辉;周欣荣;;上切牙拔除矫治设计的临床探讨[A];中华口腔医学会全科口腔医学专业委员会第一次学术年会会议论文集[C];2009年
8 郑旭;;邻面去釉在牙周病正畸中的应用[A];中华口腔医学会全科口腔医学专业委员会第一次学术年会会议论文集[C];2009年
9 李正兴;龙海丽;贺芷馨;;直丝弓技术矫治青少年牙畸形Ⅲ类骨面型的临床应用[A];玉溪市医学会第九届口腔学术年会论文集[C];2009年
10 孙秀梅;;弱激光照射对牙移动三叉神经节CGRP表达的影响[A];第八届全国颞下颌关节病学及(牙合)学大会论文汇编[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 赵弘;正畸支抗种植钉的稳定性研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2010年
2 蔡留意;个体化舌侧矫治器微种植体支抗滑动法内收上前牙的生物力学特征研究[D];郑州大学;2012年
3 单丽华;影响微型种植体—骨界面应力分布和骨整合形成的因素分析[D];河北医科大学;2010年
4 陈雁南;OPG对实验大鼠正畸牙移动的影响[D];重庆医科大学;2012年
5 姜琳;微种植体支抗宏观结构的生物力学优化设计和分析[D];第四军医大学;2010年
6 高峰;经缝牵引成骨矫正唇腭裂面中部发育不全的临床与实验研究[D];北京协和医学院;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 岳士超;微种植支抗与口外支抗对上颌或双颌前突患者的疗效评价[D];重庆医科大学;2012年
2 张梦洁;口腔正畸支抗微型种植钉精确植入的初步研究[D];安徽医科大学;2012年
3 许志强;钛合金/不锈钢微植体支抗稳定性的实验研究[D];福建医科大学;2010年
4 刘玉涛;颧骨种植支抗后牵引猴上颌骨矫形作用的三维有限元研究[D];昆明医学院;2011年
5 曹利波;微螺钉支抗周围液中白细胞介素-1β和基质金属蛋白酶-9水平及周围骨密度的研究[D];山西医科大学;2012年
6 刘海波;微植体支抗内收上牙列的三维有限元分析[D];第四军医大学;2012年
7 燕玲;国内微种植体与传统支抗技术临床应用的系统评价[D];遵义医学院;2010年
8 宁召亮;微钛板种植支抗粘膜外固定施力的动物实验研究[D];大连医科大学;2012年
9 李冠娥;低骨代谢对即刻负载微型种植支抗稳定性的影响[D];河北联合大学;2011年
10 王双;应用微种植体支抗矫治成人骨性Ⅱ类错(牙合)畸形[D];大连医科大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;千方百计抗旱保春耕[N];中国水利报;2002年
2 记者武卫政;河北各地全力抗旱保春播[N];人民日报;2002年
3 记者 王恩瑞;吕梁采取多种形式抗灾自救[N];山西日报;2001年
4 记者赵鹏;福建全力部署春耕生产[N];人民日报;2002年
5 总参谋部兵种部部长 战永盛 政委 刘学云;与时俱进谱新篇[N];解放军报;2002年
6 记者 王恩瑞;我省运用一切有效手段挑战旱魔[N];山西日报;2001年
7 本报记者 查理森;路要靠自己走[N];中华合作时报;2000年
8 马学英 本报记者 张丽霞;口腔医疗 科学快速发展[N];大连日报;2009年
9 记者李春霞、袁蕾 兴科 师巧梅 袁蕾 实习生 刘杨洋 通讯员 哈琳琳;各行各业紧急行动众志成城抗灾救灾[N];新疆日报(汉);2010年
10 kowa;怕被讥笑“铁齿铜牙”,可选择MBT隐形正畸[N];华夏时报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978