下颌第一磨牙面磨耗近中根受力影响的三维有限元分析

目的 :采用三维有限元技术,分析下颌第一磨牙在面水平磨耗与倾斜磨耗2种情况下受力时,其牙体内的应力分布和瞬间位移情况,探讨近中根纵裂发生的生物力学依据。方法:运用Mimics有限元软件建立下颌第一恒磨牙三维有限元模型,分为无磨耗组(对照组)、水平磨耗组(实验组1)和倾斜磨耗组(实验组2)3组,实验组1和实验组2再根据4种磨耗程度,分别建立平切1、平切2、平切3、平切4和斜切5°、斜切10°、斜切15°与斜切20°8种研究模型。经面加载200 N的咬合力,运用MSC.Marc非线性有限元分析软件分析各种状态下模型内的等效应力和瞬间位移,分析牙根纵折发生的生物力学依据。结果:1无磨耗组第一磨牙应力主要集中在面中央窝沟处,位移等值线主要集中在牙冠近中偏颊面,向下延伸至牙颈部。2水平磨耗组应力主要集中于牙冠部及近远中根的根分叉水平,位移等值线整体逐渐偏向面近中偏颊侧牙颈部区域,类似于楔状缺损的V型。3在倾斜磨耗组,当磨耗平面向远中倾斜角度由5°增至15°时,瞬间位移等值线与牙长轴交角变小,近中根所受剪切力最大,产生的应力集中,发生牙根纵裂的可能性增大;当倾斜角度增大至20°时,应力主要集中在牙冠部,其位移等值线呈环形,最大位移出现在牙冠内。提示临床上当牙冠磨耗严重、牙尖斜面明显倾斜时,倾斜牙尖成为应力集中区,易发生折裂。结论:下颌第一磨牙面磨耗面向远中倾斜时,其近中根发生纵裂的可能性较大,为临床上预防性调磨过度磨耗的下颌第一磨牙,降低近中根纵裂的可能性提供了生物力学依据。

不同工况下埋伏牙的位移趋势及牙周应力的三维有限元分析

目的通过建立埋伏牙三维有限元模型,分析不同工况下埋伏牙的牙周应力,从而为临床上正畸牵引治疗埋伏牙提供基础实验依据。方法选取1例上颌尖牙完全骨埋伏患者,利用螺旋CT技术与三维有限元方法建立统一坐标系下上颌埋伏尖牙及其支持组织的三维有限元模型。保持牙尖位置不变,调整埋伏牙长轴的倾斜角度,使牵引力方向与牙体长轴的夹角分别为0°、45°和90°。在每个模型埋伏牙牙尖处施加50、100、150g的牵引力,分析比较9种工况下牙周膜等效应力云图和牙齿瞬间位移云图的特点。结果当牵引力方向与牙体长轴一致时(0°),埋伏牙上各点的瞬间位移为沿牵引力方向,趋向于整体移动,牙周组织应力集中区域出现在牙尖及根尖点处,最大应力值出现在牙尖处;当牵引力方向与牙体长轴呈45°和90°夹角牵引时,埋伏牙趋向于以沿牵引力方向的倾斜移动,旋转中心在牙颈部附近,应力集中区域出现在牙尖及面向牵引力侧,最大应力值出现在牙尖处;同一种牵引角度下,随着牵引力大小的增加,埋伏牙牙周组织应力值逐渐增加,但应力集中区域变化不明显。结论当牵引力方向与牙体长轴一致时,埋伏牙趋向于整体移动,牙周组织应力分布较为均匀,有利于其牵引;当牵引力方向与牙体长轴不一致时,埋伏牙趋向于倾斜移动,牙周组织应力分布不均匀,不利于其牵引。较小的牵引力值有利于埋伏牙的牵引。