牵张方向对下颌骨体部牵张成骨应力分布与位移的影响

目的:研究牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响。方法:建立下颌骨牵张成骨三维有限元模型,在下颌骨体部模拟牵张成骨,测量不同加载条件下,下颌骨的VonMises应力、颏顶点和右侧下颌角点的位移。结果:应力、位移量与加载力值成线性关系。应力集中在加载部位,双侧加载、与牙合平面平行方向加载时,VonMises应力更大,颏顶点、下颌角点表现为X、Z轴向的正位移和Y轴向的负位移;与下颌骨下缘平行方向的加载应力小,颏顶点、下颌角点表现为X、Y轴向的正位移和Z轴向的负位移。结论:单侧加载时下颌骨向对侧偏斜多,双侧加载时矢状向位移趋势大。与上颌牙合平面平行的加载较与下颌骨体下缘平行的加载应力大,但不会造成前牙开牙合。

2种牵张方向对下颌骨体部牵张成骨应力分布与位移的影响

目的建立下颌骨牵张成骨三维有限元模型,研究下颌骨体部模拟牵张成骨时牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响。方法建立下颌骨牵张成骨三维有限元模型,测量不同牵张位移加载条件下,下颌骨的Von Mises应力、骨结合点位移。结果当牵张器平行于下颌骨体放置时,模型中的最大应力是牵张器平行于矢状轴模型中最大应力的2倍。Von Mises应力集中主要发生在加载部位(牵张器与骨的结合点)和髁突的颈部前下方区域,由于这2处有应力集中,可能导致局部骨质吸收,从而造成螺钉松动,影响牵张器的稳固性。当模型的加载位移增加时,最大应力与加载位移值成线性关系。结论平行于下颌骨体组模型存在明显的侧方力,牵引装置所产生的反作用力使它的后臂产生向外侧位移。牵引装置平行于矢状轴放置时,这种反作用力可降至最低程度,此项研究为牵张器在临床应用中的放置位置和牵引方向提供了理论依据。

牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元建模方法探讨

目的:探索快速建立牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元模型的方法。方法:对犬下颌骨进行多层螺旋CT扫描,运用M im ics软件读取基于实验犬下颌骨CT资料的D ICOM数据形成几何模型,在M agics软件中使用cut工具对几何模型进行切割、粘接,生成实体单元后在MARC软件中完成模型的力学分析。结果:首次建立了牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元模型,模型由五部分组成,可模拟牵张过程,观察任意点的应力、位移情况,并可选取模型的任意部分,查看其相应计算结果。结论:运用专业软件可以快速建立牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元模型。

有限元法探讨犬下颌不全截骨牵张的最佳截骨量

目的利用不完全截骨牵张成骨重建犬下颌节段缺失的有限元模型,控制截骨程度,探讨最佳截骨量。方法有限元模型模拟不完全截骨,在加力(12N)牵张过程中观察犬下颌皮质骨逐渐加大截骨量时截骨部位的VonMises应力,并与犬下颌骨的极限抗拉强度比较,以获得牵引时不发生断裂(骨折)的最少剩余皮质骨量。结果牵张过程中当连接处骨片剩余1mm时,滑动骨块和骨片的连接处VonMises应力是47.76MPa,最接近犬下颌骨的极限抗拉强度(约49.35MPa)。结论犬下颌行半侧不全截骨牵张成骨时,当连接骨片的剩余宽度小于1mm时,将大大增加牵张区骨折的危险性。

有限元法探讨犬下颌单侧不全截骨牵张时非牵张侧位移趋势

目的分析犬下颌单侧不全截骨牵张成骨有限元模型,计算下颌骨非牵张侧各部分在牵张过程中位移状况。方法模拟犬下颌单侧不全截骨牵张成骨,当滑动骨块受力未被牵开和被牵开时观察非牵张侧关节、下颌角、喙突及牙齿等6个标志点的位移情况。结果当滑动骨块未被牵开时,非牵张侧下颌骨各标志点所受Von Mises应力为0,在空间X、Y、Z三轴位移均为0;当下颌骨滑动骨块被牵开1 mm时,各标志点在空间X、Y、Z三轴均有位移。结论在行半侧不全截骨牵张成骨时,从牵张侧观察,非牵张侧下颌骨在矢状平面上有以髁突顶点(横嵴中点)为中心的逆时针旋转趋势,而在冠状平面上则表现为向牵张侧的近似平行的移动。

有限元分析犬下颌不全截骨牵张时特定标志点位移情况

目的:利用犬不完全截骨牵张成骨的有限元模型观察牵张过程中下颌骨特定点位移情况。方法:有限元模型模拟不完全截骨(截骨处剩1mm舌侧皮质骨),观察下颌骨一些特定标志点在牵张过程中空间三维的位移趋势。结果:在牵张过程中牵张侧下颌骨标志点位移趋势为在内外(左右或x轴)方向上第五臼齿、喙突、髁状突前斜面前缘中点的运动趋势是向外的,而下颌角、髁状突后斜面后缘中点的运动趋势是向内的;在前后(y轴)方向上第五臼齿、喙突的运动趋势是向后的,而下颌角的运动趋势是向前的;在上下(z轴)方向上第五臼齿的运动趋势是向上的。结论:牵张侧下颌骨在矢状平面上有使下颌骨体前端拉高后端压低的倾向,在冠状平面上有使下颌骨体上缘外翻下缘内收的倾向。

两种牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响

目的:研究下颌骨体部模拟牵张成骨时牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响。方法:建立优化的下颌骨牵张成骨的三维有限元模型,进行2种不同方向的牵引,测量不同加载条件下,下颌骨的Von Mises应力、位移。结果:当牵张器平行于下颌骨体放置时,模型中的最大应力是牵张器平行于矢状轴模型中最大应力的2倍。平行于下颌骨体组模型存在明显的侧方力,使牵张后的下颌骨形态发生变化,导致关节功能的紊乱。牵引装置平行于矢状轴放置时,这种反作用力可降至最低程度。结论:牵张器平行于矢状轴优于平行于下颌骨体,此项研究为牵张器在临床应用中的放置位置和牵引方向提供了理论依据。

上颌复合体横向牵张的应力分布和位移的研究

目的:模拟横向牵张成骨术,分析上颌骨应力分布与位移趋势。方法:在力学相似性较高的上颌骨复合体三维有限元模型上,模拟上颌第一前磨牙处牵张成骨术,计算各标志点的应力及位移。结果:第一前磨牙处加载时第一前磨牙点、尖牙点、上牙槽座点处产生较大张应力。X轴方向的最大位移在第一前磨牙基骨;Y轴方向的位移:鼻腔整体轻微后移,颧骨整体前移;Z轴方向的位移:腭平面在下降的同时伴前上旋转趋势,鼻腔整体向下移动,颧骨向上移动。结论:第一前磨牙处加载时,在牙弓前中段产生明显的骨牵张作用,牙弓中段增宽明显;鼻腔向后下移动,腭平面下降并伴前上旋转。

牙在牵引成骨区内移动的三维有限元分析

目的建立牙在下颌牵引成骨区内移动的三维有限元模型,比较在不同时间点上移动牙时牵引成骨区内应力的分布情况。方法利用多层螺旋CT扫描获得下颌骨及牙列的原始数据,采用CAD软件,建立三维有限元模型。在不同的骨愈合时期,模拟移动牙齿,利用Abqus软件对此模型进行三维有限元应力分析。结果建立了能模拟牙齿在下颌牵引成骨区内移动的三维有限元模型。在各个骨愈合的时期,成骨区对牙移动产生的应力反应没有显著差异,但在早期,牙齿将发生较大的倾斜。结论在牵引成骨完成后,早期移动牙齿时宜使用轻力。

犬下颌不同程度截骨牵张的有限元应力分析

目的对犬下颌不同程度截骨牵张的有限元模型应力分析。方法有限元模型模拟不完全截骨,在加力(12 N)牵张过程中观察犬下颌皮质骨截骨处(连接处骨片)分别剩2.1、2、1.7、1.4、1、0.8、0.6 mm时其VonM ises应力。结果下颌骨舌侧皮质骨剩余越少,进行牵张成骨时这个区域所受的Von M ises应力就越大。皮质骨所受Von M ises应力可以用其所剩宽度的指数函数y=296.42 e-1.8191x(R2=0.9576)的形式表示。结论犬下颌不同程度截骨牵张的有限元模型初步揭示了截骨长度与截骨区Von M ises应力大小的关系。

下颌骨正中牵引成骨系统有限元模型的建立

目的:建立使用3种不同牵引器(牙支持式、骨支持式和混合支持式)的下颌骨正中牵引成骨系统的有限元模型。方法:使用人体颌面部标准解剖模型,通过激光扫描,建立下颌骨、牙列和颞下颌关节盘的三维几何模型。描绘出颞下颌关节囊轮廓并生成关节囊几何模型。将下颌骨几何模型和3种牵引器简化几何模型导入有限元建模软件中,建立3种牵引器的下颌骨正中牵引成骨系统的有限元模型。结果:成功建立了使用3种牵引器下,颞下颌关节可自行旋转的下颌骨正中牵引成骨的有限元模型。结论:该模型仿真程度高,接近临床实际,为后续研究下颌骨正中牵引成骨对颞下颌关节的生物力学影响,提供了良好的实验平台。

犬下颌单侧牵张成骨位移趋势有限元分析

目的:利用犬不完全截骨牵张成骨的有限元模型观察牵张过程中下颌骨特定点位移趋势。方法:有限元模型模拟不完全截骨(截骨处剩1mm舌侧皮质骨),观察下颌骨一些特定标志点在牵张过程中空间三维的位移趋势。结果:在牵张过程中牵张侧下颌骨标志点位移趋势为在内外(左右或X轴)方向上第五臼齿、喙突、髁状突前斜面前缘中点的位移趋势是向外的,而下颌角、髁状突后斜面后缘中点的位移趋势是向内的;在前后(Y轴)方向上第五臼齿、喙突的位移趋势是向后的,而下颌角的位移趋势是向前的;在上下(Z轴)方向上第五臼齿的位移趋势是向上的。结论:牵张侧下颌骨在矢状平面上有使下颌骨体前端拉高后端压低的倾向,在冠状平面上有使下颌骨体上缘外翻下缘内收的倾向。

牵引器放置方位对骨-牵引器界面生物力学影响的三维有限元分析

目的:建立双侧下颌骨牵引成骨的三维有限元模型,探讨牵引器不同放置方位对骨-牵引器界面的生物力学影响。方法:模拟牵引器放置平行于下颌骨体部及平行于牵引轴方向两种状况,分析下颌骨牵引延长不同工况下骨-牵引器界面位移、综合应力情况。结果:牵引器放置平行于下颌骨体部时,骨-牵引器界面侧向位移、综合应力均大于牵引器放置平行于牵引轴方向的情况。结论:实验结果提示牵引器应尽量放置平行于牵引轴方向,避免可能发生的不良并发症。

3种手术方式下牙支持式外科辅助上颌骨快速扩弓位移分布的三维有限元分析

目的:研究3种不同截骨方式下牙支持式外科辅助上颌骨快速扩弓中颅颌面部各解剖部位的位移情况。方法:建立3种不同截骨方式的牙支持式外科辅助上颌骨快速扩弓系统的三维有限元模型,模型上选取21个解剖结构,加载横向7mm扩弓量,比较分析颅面部各个解剖部位在X(矢状向)、Y(水平向)、Z(垂直向)方向的位移分布情况。结果:矢状向:上颌骨各解剖结构都有明显向前位移的趋势,而且随着手术范围的增大,颅颌面部各解剖结构向前移动的趋势越来越明显。水平向正面观,颅颌面复合体呈金字塔样打开,鼻腔底部有明显扩大;面观,支抗牙颊尖的位移最大,牙的位移大于相应区域牙槽骨的位移,手术范围的增大可以使上颌骨后部有明显的扩展。垂直向观,上颌骨正中区域的腭板有向下移动的趋势,上颌骨的侧方结构如支抗牙和牙槽骨都向上移动。结论:牙支持式扩弓器行横向扩弓时会出现牙的代偿和骨骼的倾斜和旋转。随着手术范围的增大,支抗牙和牙槽骨区域水平向的位移也随之增大。

骨支持式手术辅助上颌骨快速扩弓位移分布的三维有限元分析

目的:研究骨支持式手术辅助上颌骨快速扩弓中颅面部各解剖部位的位移情况。方法:建立骨支持式手术辅助上颌骨快速扩弓系统的三维有限元模型,手术方式采用腭中缝联合侧方皮质骨切开术,模型上选取24个解剖结构,加载横向7mm扩弓量,比较分析颅面部各个解剖部位在矢状向、横向、垂直向的位移分布情况。结果:矢状向观,上颌骨各解剖结构都有明显的向前位移的趋势,而面上部解剖结构都有向后移位的趋势。横向正面观,颅上颌复合体呈金字塔样打开,鼻腔底部明显扩大约4.5mm;面观,支抗牙的牙根位移(第一前磨牙为2.92mm,第一磨牙为3.26mm)小于相应区域颊侧牙槽骨的位移(第一前磨牙区3.76mm,第一磨牙区3.93mm),腭板前部比后部扩开更大。垂直向观,上颌骨正中区的腭板有向下位移的趋势,颅面部其余解剖部位都向上移动。结论:骨支持式手术辅助上颌骨快速扩弓时,上颌骨在三维方向上有不同程度的移动、旋转和侧方倾斜,利用这些变化,可以辅助矫正轻度颅颌面畸形。骨支持式扩弓器将扩弓力直接传导到骨骼上,因此可以很好地避免牙支持式扩弓器扩弓时引起的牙及其周围支持组织损伤等严重并发症。

牙槽嵴种植牵张器-骨三维有限元模型的构建

目的通过CAD零件造型和有限元分析软件结合的方法完成牙槽嵴种植牵张器-骨复合体有限元模型的快速构建。方法利用CAD软件建立牙槽嵴和牵张器模型,完成零件装配后导入有限元分析软件生成牵张器-骨复合体有限元模型。结果获得质量良好,无干涉的牵张器-骨复合体有限元模型。结论通过CAD和FEA软件的结合,可以建立外形逼真,网格适当,图像还原好,能够从力学上代表实物的牙槽嵴种植牵张器骨复合体有限元模型。

下颌骨体部牵张成骨的三维有限元研究

目的:用三维有限元法研究下颌骨体部不同牵张方向对下颌骨应力分布与位移的影响。方法:采用螺旋CT技术与计算机软件相结合,建立人下颌骨牵张成骨三维有限元模型。测量不同加载条件下,下颌骨的Mises应力、颏顶点和右侧下颌角点的位移。结果:建立了人下颌骨牵张成骨三维有限元模型。Mises应力集中在加载部位。双侧、与牙合平面平行方向加载应力大,位移趋势为对侧前上方;单侧、与下颌骨下缘平行方向加载应力小,位移趋势为对侧后下方。单侧加载下颌骨向对侧偏斜多,双侧加载矢状向位移趋势大。结论:临床上应根据矫治需要,确定理想的牵张方向。

唇腭裂上颌前段牵张成骨的三维有限元分析

目的:应用有限元方法获得唇腭裂患者牙槽突裂植骨区不同骨吸收情况下颅上颌复合体对上颌前段牵张成骨的生物力学特性,为临床应用上颌前段牵张成骨纠正唇腭裂继发上颌发育不足提供理论依据。方法:采用三维有限元法,建立单侧完全性唇腭裂患者颅上颌复合体模型,模拟上颌骨前段截骨、牙槽突裂植骨及骨吸收,选取双侧第一前磨牙牙颈部节点加载位移6 mm、0.5 mm,分别用于位移规律和应力分布分析。结果:植骨不吸收时,健、患侧矢状前移和上颌骨前段逆时针旋转运动对称性、牙弓形态横向稳定性、植骨区两端高度一致性、骨缝应力分布均匀性最佳;植骨吸收部位越接近下方、吸收量越多时,健、患侧不对称前移、牙弓变形、植骨区台阶越明显。结论:植骨吸收部位越接近下方、吸收量越多时,上颌前段牵张成骨效果越差。

下颌骨牵张成骨的有限元模拟

目的建立下颌骨牵张成骨的有限元模型,以了解下颌骨牵张成骨形变发生的生物力学基础和形变规律。方法将下颌骨CT数据导入Mimics 10.1,按临床设计的截骨线位置进行模拟截骨,然后将数据输入Magics 9.9中进行模型优化。输入Ansys 12.0建模,并进行下颌骨牵张成骨的模拟。结果牵张成骨的位移变化、应力及软组织改变均可直观有效地模拟。结论有限元分析可以总结手术效果,分析应力分布及软组织阻力方向,提出治疗过程的改进意见。

弧形牵张成骨重建人体下颌骨颏部节段性缺损的三维有限元研究

目的:建立下颌骨颏部节段性缺损弧形牵张成骨的三维有限元模型,研究弧形牵张成骨重建下颌骨颏部节断性缺损过程中,不断变化方向的牵张力对新骨组织形成的影响。方法:建立颏部节段性缺损的三维有限元模型,并把简化后的弧形牵张器有限元模型置入截断后的下颌骨,模拟弧形牵张成骨,并测量在弧形牵张成骨过程中下颌骨整体位移及其von Mises应力分布。结果:在未考虑唇颊侧软组织作用的前提下,弧形牵张成骨形成的新骨向舌侧生长,重建的下颌骨弧度较原下颌骨弧度变小。von Mises应力主要集中于牵张器在下颌骨的固位处。结论:在弧形牵张成骨重建下颌骨缺损过程中,牵张力本身就促使新骨组织向舌侧生长,从而使重建的下颌骨弧度较正常时小。此项研究为临床上如何克服弧形牵张成骨所形成的下颌骨弧度较小的不足,提供了一定的理论依据。