上颌支抗磨牙及其支持组织的生物力学研究
作者：彭友俭 程祥荣
单位：湖北医科大学口腔医学院正畸科 武汉 430079
关键词：
中华口腔医学杂志000128 我们用三维有限元法，分析后倾曲作用上下颌支抗磨牙及其支持组织的应力分布，牙体瞬间转动中心、牙体运动趋势，为临床控制和维护支抗提供实验依据。
1.材料和方法：①参照王惠芸等的资料，以中国人上颌第一磨牙的解剖均值建立坐标系。用Super-SAP91有限元程序系统将实体牙转化为几何牙模型。②牙周膜厚度均值为0.2 mm，牙槽骨的形态及尺寸以正常的骨模型为标准。二者均采用自动形成的办法建模。③按有限元的原则和SAP-91程序的要求建立上颌支抗磨牙及其支持组织的三维有限元数学模型。该模型采用12个节点六面体单元，共包括516个单元，1 128个节点。④为模拟临床上后倾曲作用于颊面管的情况，加载力的作点选择在有限元模型上与磨牙颊面管近、远中端对应的节点。力值大小以梁的变应原理计算出，力的方向与牙长轴成8.2°。⑤通过SAP-91有限元程序计算出40°、30°、20°后倾弯作用下各节点的位移和应力，得出最大主应力(拉应力)、最小主应力(压应力)及各截面的剪应力和位移情况。4个主要水平截面为牙槽嵴顶水平面，根分叉水平面，近中颊根根尖1/3水平面，接近近中颊根根尖水平面。
, 百拇医药
2.结果：①40°后倾曲作用下，上颌支抗磨牙牙根表面所受的最大拉应力为22.49g/mm2，位于根柱的近中面及颊面的近中区域。在其下方还有3个较大拉就力区，集中于3个根的两两分叉处。最大压力为4.26g/mm2，位于腭侧根的根分叉稍下方舌面区域。牙周膜的最大拉应力约为0.56g/mm2，位于以下两处：根柱的近中面偏颊1/2区和颊面的近中1/2区域；近中根根尖的颊面部分区域。最大压应力位于腭侧根中1/3的舌面及远中面的一部分，为0.6g/mm2。牙槽骨表面最大拉应力为29.10g/mm2，位于近中颊根与远中颊根分叉处的偏远中区域。最大压应力就16.87g/mm2，位于根中1/3段近远中根分叉处偏近中部分牙槽骨表面。牙体瞬间转动中心位于根分叉下方、根1/3区偏向近中颊根及腭根的牙槽骨中。牙体运动总趋势：颊舌向牙冠向腭侧、近远中向牙冠向远中倾斜，冠根向牙体各部位均向上位移，3个方向的运动使支抗磨牙表现为复杂的“螺旋式”不平衡舌向旋转伸长趋势。②30°、20°后倾曲作用下支抗磨牙及其支持组织的主应力位置与40°后倾曲相同，仅大小不同。其牙体运动的总趋势及瞬间转动中心与40°后倾曲状态下相同。
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3.讨论：①上颌第一恒磨牙的解剖形态决定了其牙根、牙周膜、牙槽骨的应力分布复杂[1]，表现为拉应力和压应力在很多区域混合存在，牙槽骨在根分叉显示出是最大的拉应力，牙体在牙根两两分叉处也显示较大拉应力。3个根方向不同，不仅加强了磨牙的稳定性也对外力的缓冲，导致根分叉处应力高度集中。②在后倾曲的作用下，弓丝产生对前牙的压入力只有44 g或更小，但依据杠杆及梁的应变原理计算，弓丝在磨牙颊面管的力量却相当大，提示临床上应弯制适度的后倾曲。③在后倾曲的作用下，支抗磨牙表现为“螺旋式”近中舌向非平衡旋转伸长趋势，即倾斜运动、旋转运动、伸长运动复合的复杂运动模式，这有利于打开咬合和产生支抗作用。但其副作用是支抗磨牙不平衡的伸长，即4个牙尖伸长的量不等，伸长方向也各异。这可能与磨牙特有的根解剖特征、阻抗中心的位置及弓丝的类型有关。需要采取以下措施克服[2]：a 主弓丝末端设计内倾弯以抵抗支抗磨牙的旋转；b 治疗后期在弓丝圆管末端作垂直牵引，以调整磨牙近远中不平衡伸长；c 在支抗磨牙舌侧作垂直牵引以调整颊舌侧的不平衡位移。由于方丝弓技术也采用后倾曲或M形弓，故以上结论对方丝弓技术也有临床参考意义。
, http://www.100md.com
参考文献：
[1]Tanne K. Stress distributions in the periodontal membrane associated with various moment to force ratios in orthodortic force systems. Am J Orthod Dentofac Orthop, 1987, 92:1-8.
[2]Richard A. Hocevar understanding planning and managing tooth movement orthodontic force system theory. Am J Orthod, 1981, 80:457-477.
收稿日期：1998-11-18, http://www.100md.com
单位：湖北医科大学口腔医学院正畸科 武汉 430079
关键词：
中华口腔医学杂志000128 我们用三维有限元法，分析后倾曲作用上下颌支抗磨牙及其支持组织的应力分布，牙体瞬间转动中心、牙体运动趋势，为临床控制和维护支抗提供实验依据。
1.材料和方法：①参照王惠芸等的资料，以中国人上颌第一磨牙的解剖均值建立坐标系。用Super-SAP91有限元程序系统将实体牙转化为几何牙模型。②牙周膜厚度均值为0.2 mm，牙槽骨的形态及尺寸以正常的骨模型为标准。二者均采用自动形成的办法建模。③按有限元的原则和SAP-91程序的要求建立上颌支抗磨牙及其支持组织的三维有限元数学模型。该模型采用12个节点六面体单元，共包括516个单元，1 128个节点。④为模拟临床上后倾曲作用于颊面管的情况，加载力的作点选择在有限元模型上与磨牙颊面管近、远中端对应的节点。力值大小以梁的变应原理计算出，力的方向与牙长轴成8.2°。⑤通过SAP-91有限元程序计算出40°、30°、20°后倾弯作用下各节点的位移和应力，得出最大主应力(拉应力)、最小主应力(压应力)及各截面的剪应力和位移情况。4个主要水平截面为牙槽嵴顶水平面，根分叉水平面，近中颊根根尖1/3水平面，接近近中颊根根尖水平面。
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2.结果：①40°后倾曲作用下，上颌支抗磨牙牙根表面所受的最大拉应力为22.49g/mm2，位于根柱的近中面及颊面的近中区域。在其下方还有3个较大拉就力区，集中于3个根的两两分叉处。最大压力为4.26g/mm2，位于腭侧根的根分叉稍下方舌面区域。牙周膜的最大拉应力约为0.56g/mm2，位于以下两处：根柱的近中面偏颊1/2区和颊面的近中1/2区域；近中根根尖的颊面部分区域。最大压应力位于腭侧根中1/3的舌面及远中面的一部分，为0.6g/mm2。牙槽骨表面最大拉应力为29.10g/mm2，位于近中颊根与远中颊根分叉处的偏远中区域。最大压应力就16.87g/mm2，位于根中1/3段近远中根分叉处偏近中部分牙槽骨表面。牙体瞬间转动中心位于根分叉下方、根1/3区偏向近中颊根及腭根的牙槽骨中。牙体运动总趋势：颊舌向牙冠向腭侧、近远中向牙冠向远中倾斜，冠根向牙体各部位均向上位移，3个方向的运动使支抗磨牙表现为复杂的“螺旋式”不平衡舌向旋转伸长趋势。②30°、20°后倾曲作用下支抗磨牙及其支持组织的主应力位置与40°后倾曲相同，仅大小不同。其牙体运动的总趋势及瞬间转动中心与40°后倾曲状态下相同。
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3.讨论：①上颌第一恒磨牙的解剖形态决定了其牙根、牙周膜、牙槽骨的应力分布复杂[1]，表现为拉应力和压应力在很多区域混合存在，牙槽骨在根分叉显示出是最大的拉应力，牙体在牙根两两分叉处也显示较大拉应力。3个根方向不同，不仅加强了磨牙的稳定性也对外力的缓冲，导致根分叉处应力高度集中。②在后倾曲的作用下，弓丝产生对前牙的压入力只有44 g或更小，但依据杠杆及梁的应变原理计算，弓丝在磨牙颊面管的力量却相当大，提示临床上应弯制适度的后倾曲。③在后倾曲的作用下，支抗磨牙表现为“螺旋式”近中舌向非平衡旋转伸长趋势，即倾斜运动、旋转运动、伸长运动复合的复杂运动模式，这有利于打开咬合和产生支抗作用。但其副作用是支抗磨牙不平衡的伸长，即4个牙尖伸长的量不等，伸长方向也各异。这可能与磨牙特有的根解剖特征、阻抗中心的位置及弓丝的类型有关。需要采取以下措施克服[2]：a 主弓丝末端设计内倾弯以抵抗支抗磨牙的旋转；b 治疗后期在弓丝圆管末端作垂直牵引，以调整磨牙近远中不平衡伸长；c 在支抗磨牙舌侧作垂直牵引以调整颊舌侧的不平衡位移。由于方丝弓技术也采用后倾曲或M形弓，故以上结论对方丝弓技术也有临床参考意义。
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参考文献：
[1]Tanne K. Stress distributions in the periodontal membrane associated with various moment to force ratios in orthodortic force systems. Am J Orthod Dentofac Orthop, 1987, 92:1-8.
[2]Richard A. Hocevar understanding planning and managing tooth movement orthodontic force system theory. Am J Orthod, 1981, 80:457-477.
收稿日期：1998-11-18, http://www.100md.com