【摘 要】
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目的:建立上颌骨、上颌牙列、牙周膜及无托槽隐形矫治器的三维有限元模型,模拟使用无托槽隐形矫治技术在拔除上颌第一前磨牙内收上颌前牙的病例中,分析不同设计方案在分步内收前牙的过程中牙齿的应力分布、位移趋势、牙周膜应力分布及旋转中心的变化,探讨在不同作用力下上颌前牙的生物力学效应,以期为隐形矫治拔牙病例的方案设计提供临床指导意义。材料与方法:按设定条件选取志愿者,使用锥形束CT（Cone Beam Co
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目的:建立上颌骨、上颌牙列、牙周膜及无托槽隐形矫治器的三维有限元模型,模拟使用无托槽隐形矫治技术在拔除上颌第一前磨牙内收上颌前牙的病例中,分析不同设计方案在分步内收前牙的过程中牙齿的应力分布、位移趋势、牙周膜应力分布及旋转中心的变化,探讨在不同作用力下上颌前牙的生物力学效应,以期为隐形矫治拔牙病例的方案设计提供临床指导意义。材料与方法:按设定条件选取志愿者,使用锥形束CT（Cone Beam Computerized Tomography,CBCT）对其头颅进行扫描,将所得数据以Dicom格式导入Mimics 17.0中,初步生成完整的上颌骨,上颌牙列实体模型,通过应用Geomagic Studio 2013、Solidworks、Anays Workbench 16.0等有限元分析软件,设计四组无托槽隐形矫治有限元模型:模型A:内收上颌前牙0.2mm;模型B:内收上颌前牙0.2mm并同时压低0.10mm;模型C:内收上颌前牙0.2mm,压低0.10mm同时添加10°的根舌向转矩;模型D:内收上颌前牙0.2mm,压低0.25mm同时添加10°的根舌向转矩。在两个上颌中切牙近中相交面设定全局系统坐标系,其中X轴为水平向,Y轴为矢状向,Z轴为垂直向。以咬合面为基准平面,定义远中向、舌向、向的位移分别为X、Y、Z轴的正值。对四组模型进行网格划分、设定材料属性、施加约束条件,模拟以不同方式内收上颌前牙的过程,分析对比牙齿的位移趋势、应力分布及牙周膜应力分布的变化。结果:1.通过计算四组模型的旋转中心,模型D牙齿的旋转中心距离根尖最近,而模型C牙齿的旋转中心距离根尖最远。2.观察上颌前牙在矢状向的位移趋势,四组模型牙齿均表现为舌向移动的位移趋势,模型A、B冠根在矢状向的位移方向相反且牙冠位移量远大于牙根位移量,但模型B冠根位移差小于模型A;模型C冠根在矢状向位移方向相同,且位移量基本相似;在模型D中,相对于牙冠在矢状向的位移量,牙根在矢状向的位移量基本可以忽略不计,此时牙齿表现出可控制的倾斜移动趋势。3.观察上颌前牙在垂直向的位移趋势,四组模型中前牙均表现为伸长的位移趋势且中切牙伸长量大于侧切牙及尖牙,最大位移值位于A组冠根标记点,最小位移值位于D组冠根标记点。4.在位移云图中,四组模型支抗牙均表现为近中倾斜的位移趋势且位移量无明显差异,支抗牙初始位移量由第二前磨牙向后依次递减。5.对比四组上颌前牙的牙周膜应力分布,四组的模型应力集中区域主要分布在根尖及牙颈部区域。模型A较其他三组模型在舌侧颈部及近中出现较为明显的应力集中区域且最大应力值较高。结论:加力方式会对牙齿移动的方式产生不同的影响,通过调整上颌前牙内收过程中垂直向的压力量,转矩的控制等,可以达到精确控制前牙转矩（唇舌向倾斜）的目的。这提示在临床中运用无托槽隐形矫治技术内收上颌前牙时,可以通过增设根舌向转矩及垂直向控制等不同的方法来改善牙齿的倾斜移动与伸长的趋势。
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