基于三维有限元分析对无托槽隐形矫治器远中移动上颌尖牙的应力变化趋势初探

目的利用三维有限元分析方法对无托槽隐形矫治器远中移动上颌尖牙的应力变化趋势进行初步探索。方法选择2020年11月至2021年4月于四川大学华西口腔医院儿童口腔科就诊需远中移动上颌尖牙的患儿3例,分别诊断为前牙深覆、上颌牙列重度拥挤及上颌牙列拥挤+双侧上颌第二磨牙未萌,并根据锥形束CT(CBCT)数据构建三维有限元分析模型,分别记为第1~3例。3例三维有限元分析模型均模拟右上颌尖牙远中移动0.25、0.30、0.35、0.40、0.45 mm。利用ANSYS workbench 2020 R2软件分析初戴无托槽隐形矫治器时,右上颌尖牙牙体、牙周膜、牙槽骨和矫治器的应力分布,将最大应力值与移动距离进行直线、对数与指数回归分析,并通过决定系数R2选择最佳回归分析模型。结果(1)牙周膜应力分布:3例三维有限元分析模型右上颌尖牙牙周膜的最大应力值与移动距离存在直线、对数与指数回归关系,其中对数回归分析模型的R2值最大。(2)牙体应力分布:第1例和第3例三维有限元分析模型右上颌尖牙牙体的最大应力值与移动距离存在直线和对数回归关系,其中对数回归分析模型的R2值较大。(3)牙槽骨应力分布:第1例三维有限元分析模型牙槽骨的最大应力值与移动距离存在直线、对数与指数回归关系,其中对数回归分析模型的R2值最大。(4)矫治器应力分布:3例三维有限元分析模型矫治器的最大应力值与移动距离存在直线、对数与指数回归关系,且第1~3例分别为指数回归模型、对数回归模型及直线回归模型的R2值最大。结论在无托槽隐形矫治器远中移动上颌尖牙0.25~0.45 mm时,牙体、牙周膜及牙槽骨的最大应力值与移动距离很可能为对数回归关系,提示增加过矫治量对牙体、牙周膜及牙槽骨的应力变化影响较大,需要对移动距离进行精确计算与设计。此外,无托槽隐形矫治器的最大应力值与移动距离的回归关系并不惟一,提示其变化趋势可能与错畸形的类型有关。