目的建立包含颅面骨骼、骨缝、牙齿和种植体支抗的儿童颅面三维有限元模型,采用生物力学方法分析不同牵引位点对骨性支抗前牵引上颌治疗骨性Ⅲ类错应力分布的影响。方法 1.选择一完整8岁男性尸体的头颅标本,通过螺旋CT扫描获得儿童颅面二维图像原始DICOM数据,通过Mimics 10.0,Geomagic 9.0及Abaqus 12.0软件处理,建立含有颅面骨骼、九条骨缝、八颗牙齿的儿童颅面三维有限元模型。2.利用Abaqus 12.0软件模拟上颌前方牵引的边界条件,在枕骨大孔周围施加位移边界条件,设定模型材料参数,根据临床常用的下述种植体植入部位设定牵引位点,共分四种工况(Fig.1),采用500g/侧的载荷,与平面前下成角30°,对已建模型进行力量加载。分析比较在不同牵引位点的前牵引力作用下各骨缝及骨骼的应力分布和位移趋势。结果 1.建立了包含颅面骨骼、骨缝、牙齿和种植体的儿童颅面三维有限元模型,共划分657,594个单元和990,460个节点,具有较高的几何相似性。2.不同牵引位点下各骨缝应力分布特征如下:(1)额颌缝:应力分布以前中2/3部分较为集中。(2)鼻颌缝:在工况1和2中,鼻颌缝应力主要集中于上缘和后下缘;在工况3和工况4中,应力分布较为均匀。(3)颧颌缝:在工况1和2中,应力主要集中于前缘;在工况3和4中,主要集中于后下部分及后缘。(4)颧额缝:应力主要集中于骨缝边缘。(5)颧颞缝:应力分布主要集中于下缘和外侧缘。(6)腭中缝:各工况中腭中缝应力分布较为均匀。3.不同牵引位点下全颅骨的应力分布特征如下(Fig.2):各工况条件下,载荷加载部位(种植体、眉弓、颞下颌关节窝)周围有明显的应力分布。此外,在工况1中应力出现明显的集中分布,包括鼻梁、鼻背、鼻翼外侧部,并到达鼻额-额颌缝。在工况2、3、4中应力分布主要集中于鼻背两侧及鼻翼外侧部。4.不同牵引位点下各骨缝的位移趋势如下:额颌缝前部、鼻颌缝前部、颧颌缝前部、颧额缝前上部、腭中缝前部的位移趋势较大,同一骨缝在各工况下位移趋势大致相同。在工况1、2、3中颧颞缝上部的位移趋势较大;在工况4中,颧颞缝上部及外侧缘的位移趋势较大。5.不同牵引位点下全颅骨的位移趋势如下(Fig.3-4):矢状方向上面部以向前的位移趋势为主,自上前牙切缘至颅骨顶端向前的位移趋势逐渐减小,逐渐转换为向后的位移趋势。四种工况比较,鼻根部及鼻背部向前的位移趋势逐渐减小,牙槽突向前的位移趋势逐渐增大。垂直方向上面部主要表现为向上的位移趋势,四种工况中牙齿及牙槽突向上的位移趋势在工况1中最小。结论 1.建立了包含颅面骨骼、骨缝、牙齿和种植体的颅面三维有限元模型,该模型精确度高,几何相似性与生物力学相似性好。2.种植体支抗前牵上颌,当牵引位点靠近近中时,更易改善面中1/3的凹陷,减少上颌骨的逆时针旋转。