三段式片段弓技术打开咬合的三维非线性有限元模型的建立及生物力学分析

目的建立三段式片段弓矫治技术的下颌牙列三维非线性有限元模型,分析计算压低辅弓的力学特性,初步探讨三段式片段弓矫治技术的生物力学特点。方法利用薄层CT扫描技术,结合Mimics、CATIA、Anasys等专业软件建立含有三段式片段弓下颌牙列三维有限元模型。然后,在所建立的模型上通过Anasys软件中的非线性计算方法分析计算压低辅弓的力学特性及在三段式片段弓作用下下颌牙列的运动趋势和应力分布情况。结果在5°～25°范围内,压低辅弓前端的力值随角度的增加而快速增大;在30°时达到最大(0.604 8 N);在30°～65°范围内,压低辅弓产生的力在0.59 N左右波动。三段式片段弓作用下,下颌侧切牙远中唇向倾斜并向龈方压入;第一磨牙则后倾明显并伴有牙冠的近中颊向远中舌向旋转;其余牙齿基本不发生移动。下颌牙列的应力集中区主要位于侧切牙根的唇侧颈1/3及第一磨牙根分叉处。结论在适宜压入力的作用下,三段式片段弓技术能有效地压低前牙段,同时控制后牙段的伸长,有利于深覆,特别是高角、露龈笑或成年患者深覆的矫治。