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目的:利用三维有限元法分析侧向拉力螺钉治疗髁突矢状骨折术后骨折愈合进程中生物力学相关因素的改变,为临床治疗SFMC提供理论依据。方法:采用基于CT数据建模的有限元分析方法模拟骨折愈合进程,共采用三部分实验。第一部分:采用螺旋CT以0.625mm的层厚行人体下颌骨无间隙容积扫描采集原始数据,利用以Mimics14.0软件分割组织,在逆向工程软件Imageware13.2中进行平滑处理形成拟合曲面,导入Ansys15.0软件划分网格并加载后建立人体下颌骨TMJ三维有限元模型,分析应力及位移的生物力学行为。第二部分:在人体下颌骨TMJ三维有限元模型的基础上,设立左侧为骨折侧,以0.1mm的薄层模拟骨折裂隙,建立Ⅱ型SFMC三维有限元模型。使用2枚侧向拉力螺钉模拟临床治疗SFMC,建立SFMC侧向拉力螺钉坚固内固定三维有限元模型。设立12周骨折达到完全愈合,通过改变骨折裂隙的弹性模量模拟骨折愈合的进程。分别在0、4、8、12周对骨折愈合过程中的各项生物力学指标进行有限元分析。第三部分:使用螺旋CT以0.5mm的层厚采集绵羊下颌骨及TMJ的原始数据,以Mimics20.0软件分割组织,在Geomagic8.0软件中进行平滑处理形成拟合曲面,经过Hypermesh11.0软件划分网格并加载后建立绵羊下颌骨TMJ三维有限元模型,在Ansys15.0求解器中求解;设右侧为骨折侧,模拟1枚侧向拉力螺钉治疗SFMC,建立绵羊SFMC侧向拉力螺钉坚固内固定三维有限元模型。设定骨折后12周达到骨性愈合,分别在术后0、4、8、12周对骨折愈合过程中的各项生物力学指标进行有限元分析。结果:第一部分:建立了包含有下颌骨、牙列、咀嚼肌、关节盘、关节囊的下颌骨TMJ三维有限元模型,模型共790431节点,526873单元。正常下颌骨皮质骨和松质骨的最大等效应力为87.4606MPa、8.11966MPa,位于双侧下颌升支前缘、髁突颈部及下颌第二磨牙处;最大位移为0.040824mm,位于颏部正中。正常髁突最大等效应力为32.8676MPa,位于髁突颈部外1/2处。第二部分:术后当天下颌骨皮质骨最大等效应力23.5156MPa,松质骨6.45427MPa,最大位移4.38755mm;左侧髁突最大等效应力44.5878MPa,最大位移0.926938mm;左侧髁突残端最大等效力44.5878MPa;左侧髁突游离端最大等效应力16.5156MPa,最大位移0.433008mm,拉力螺钉最大应力71.5549MPa。术后4至12周下颌骨的应力值无明显变化,均小于正常值;下颌骨的应力分布类似于正常下颌骨,主要承载应力的区域均位于双侧下颌骨前缘、髁突颈部内侧及后磨牙区,下颌骨的最大位移均位于颏部正中。下颌骨、髁突整体及游离端的最大位移均无明显变化。术后髁突的最大等效应力位于骨折线残端侧及髁突颈部内侧,残端的最大等效应力位于拉力螺钉周围的骨质及髁突颈部内侧,术后4至12周时,髁突骨折线周围承载应力的区域逐渐扩大,而残端的最大等效应力则由骨折线周围的骨质逐渐向髁突颈部转移。髁突游离端的最大等效应力在骨折愈合过程中均位于骨折线螺钉固定处周围的皮质骨上。第三部分:建立了包含下颌骨、牙列、咀嚼肌、关节囊的绵羊下颌骨TMJ三维有限元模型,模型共490490节点,334973单元。正常下颌骨最大等效应力为29.2401MPa,最大位移0.088426mm,髁突最大等效应力6.16424MPa,最大位移0.306ⅹ10-3mm。术后当天下颌骨最大等效应力21.484MPa,最大位移0.093908mm;右侧髁突残端最大等效应力6.35207MPa,最大位移0.3111ⅹ0-3mm;右侧髁突游离端最大等效应力0.143441MPa,最大位移0.202ⅹ03mm;骨折片最大等效应力0.485ⅹ0-3MPa,最大位移0.202ⅹ0-3mm;拉力螺钉最大等效应力2.61994MPa。正常绵羊下颌骨的最大等效应力位置为双侧磨牙后区、下颌升支前缘、髁突颈部及髁颈部下方呈“L”型分布,最大位移的位置为下颌骨颏部,在骨折愈合的过程中虽然应力及位移的绝对值有变化,但应力的分布及最大位移的位置并无明显变化。绵羊正常髁突的最大等效应力及最大位移的位置均位于髁突颈部,骨折固定术后当天,髁突残端的最大的等效应力位于髁突颈部及骨折线与髁突颈部内侧间的皮质骨上,髁突游离端与骨折片的最大等效应力及最大位移均位于髁突颈部内侧骨折线附近,随着观测时间的变化,以上应力及位移的分布均无明显变化。结论:1.本研究基于螺旋CT数据建立的正常下颌有限元模型,具有高度的几何相似性和边界约束条件,保证了高力学相似性的实现。2.双拉力螺钉可为下颌骨SFMC提供坚固有效的固定效果;拉力螺钉的应力遮挡导致髁突应力及应变的改变可能与髁突吸收、改建有关;术后早期有效的制动和颌间牵引有利于骨折的愈合;术后4周进行适当的康复训练以便尽早的恢复颞下颌关节的功能,减少术后并发症。3.从生物力学的角度来看,使用绵羊作为实验动物建立SFMC坚固内固定动物模型在一定程度上可以反映人骨折愈合进程中的情况。