下颌前伸时髁突的三维有限元分析-中国科技论文在线.PDFVIP

下颌前伸时髁突的三维有限元分析 1 2 3 4 周学军 赵志河 赵美英 樊瑜波 1.安徽医科大学第一附属医院口腔 合肥 230022 2.3.华西医科大学口腔医学院 4. 四川联合大学生物力学所 摘要： 目的 从生物力学角度分析前伸下颌的作用机理，为临床应用提供理论依据。方法 采用数值应力分析法，首次建立了相似性好的“下颌骨矫形系统”的三维正交各向异性有 结果 髁突软骨表面的前部出现压应力集中 限元模型，对前伸下颌时髁突的受力进行研究。 2 2 2 区(-2 425 g/cm ～-7 399 g/cm)，后上部出现张力区(10 000g/cm )，髁突发生顺时针向位 移。结论 生物力学分析表明，前伸下颌能促进下颌髁突的生长，有利于骨性Ⅱ类错　的治 疗。 关键词： 下颌骨 生物力学 有限元 下颌骨发育不足或功能后缩是Ⅱ类骨性错　畸形产生的主要机理之一。临床上常采用各 种功能矫治器(Frankel 2, Activator, Bionator, Herbst 等)引导下颌前伸，对生长发育期患者进行 矫形治疗并取得了一定的效果。但对于该方法能否刺激下颌髁突的生长，学者们尚有争议。 以往的有关研究大多集中于动物实验和临床方面，对下颌前伸时髁突受力的有限元法分析国 内外尚未见报道。 本项研究应用三维有限元法模拟下颌前伸，对髁突软骨表面的应力分布及髁突位移进行 研究。从生物力学角度分析了前伸下颌的作用机理，为临床应用提供理论依据。 材料和方法 一、三维有限元模型的建立 选择患者(处于生长发育高峰期，恒牙　，牙列整齐，磨牙轻度远中关系，X线头侧位片 显示上颌发育正常，下颌稍后缩)。以FH为参照平面，对下颌骨区域进行断层扫描 29 层。经 图像处理及座标数字化，按建模原则［1］，参照有关参数(表1)，增加髁突软骨和关节盘结 构，建立下颌骨三维有限元模型。模型共生成单元 1 364×2 个，节点数 1 954×2个。 二、力学性能假设 把皮质骨、松质骨假设为正交各向异性的均质连续材料，其力学参数见表 2，3。其它 均为各向同性、均匀连续的线弹性材料，参数见表 1，4。 表1 髁突软骨及关节盘参数 名称 厚度(mm) 弹性模量(MPa) 髁突软骨前份 0.8 14.21 骨髁软骨后份 1.0 10.73 关节盘中带 1.2 10.0 关节盘后带 2.0 9.0 表 2 皮质骨的力学参数 ［2］ 弹性模量E 剪切模量G(Mpa) 泊松比(V) E =E =13 000 V =V =0.22 1 2 12 21 E =19 000 V =V =0.42 3 31 32 G =(E )/(2(1+V ))=5 300 V =V =0.29 12 1 12 23 13