应力驱动下大鼠正畸牙移动过程中牙槽骨密度变化研究

目的建立基于应力状态的骨改建力学模型,模拟大鼠正畸牙移动过程中的牙槽骨密度变化。方法基于正畸过程中牙槽骨在张力区与压力区所展现出的不同骨密度变化特征,选用相当应力作为力学激励,建立了新的骨改建模型。以健康大鼠为实验对象,对其磨牙施加20 g正畸力,并获取未进行正畸处理和正畸治疗后的磨牙牙槽骨样本。通过micro-CT扫描测量骨密度变化趋势,并进行纳米压痕试验得到材料参数。建立大鼠完整磨牙及牙周的三维模型,模拟力控制加载方式,结合本研究骨改建理论利用ABAQUS二次开发编写成算法,预测牙槽骨重建过程。结果仿真结果表明,磨牙左侧张力区的骨密度呈现上升的趋势,而右侧压力区及根分叉部位的骨密度则表现出明显的下降趋势。实验结果表明大鼠磨牙根分叉处存在骨密度降低现象。与实验数据对比,仿真结果具有显著一致性。结论本研究首次将基于应力状态的骨改建力学模型用于模拟大鼠正畸过程中牙槽骨密度的变化,并通过与实验数据的对比验证了模型的有效性。这一研究为深入理解正畸过程中骨组织响应机制提供了新的视角,对口腔正畸治疗和未来骨组织工程发展具有重要意义。