不同牙槽骨有限元模型对牙周膜生物力学响应的影响

口腔正畸研究中,牙颌组织模型对有限元分析结果有着重要影响。目前,常用的牙槽骨有限元模型主要有均质和非均质两种类型。均质型模型对牙槽骨进行整体材料赋值,每个网格单元的力学特性均相同;而非均质型模型则依据牙槽骨每个网格单元所处的计算机断层扫描(CT)图像灰度值对网格单元进行差别赋值。为了探究不同牙槽骨模型对牙周膜生物力学响应的影响,我们选择一例临床患者作为研究对象,构建了其下颌尖牙、牙周膜和两种牙槽骨模型,分别对尖牙施加1 N的根向压入力和2 Nmm根向扭矩,分析牙周膜在不同载荷形式下的静水压应力和最大对数主应变。研究结果表明无论尖牙平动或转动,牙周膜的力学响应均会受到牙槽骨模型的影响。相比于均质型模型,当牙槽骨模型为非均质模型时,尖牙沿根向平动时牙周膜的最大应力和应变分别降低了13.13%和35.57%;尖牙沿根向转动时牙周膜最大应力和应变分别降低了19.55%和35.64%。均质型牙槽骨模型会诱导正畸医生选择一个较小的矫治力,非均质牙槽骨模型更能体现真实牙槽骨骨质特性的差异性,更有利于获得准确的分析结果。