正畸力作用下上颌第一磨牙牙周膜应力分布的研究
作者：房兵 赵志河 赵美英
单位：200011 上海第二医科大学口腔医学院(房兵)，华西医科大学口腔医学院(赵志河、赵美英)
关键词：
中华口腔医学杂志980328 用三维有限元法，探讨上颌第一磨牙作为支抗牙时其牙周膜中的应力分布，为正畸力系统的设计提供依据。
1.研究方法：①在已建立的头颅三维有限元模型上进行实验[1]。②加载条件如下。加力大小：摸拟颌内牵引力100 g，Ⅲ类颌间牵引力70 g，摸拟支抗弯曲力矩450 mg(相当于后倾曲35°的力矩作用)。加力部位：相当于磨牙颊面管中点，即颊面距牙尖5 mm处的中点。作用力方向：颌内牵引力为从磨牙的加力点到同侧上颌尖牙牙冠唇面相当于托槽的部位；颌间牵引力：从磨牙加力点到同侧下颌尖牙牙冠唇面相当于托槽的部位。力矩相当于磨牙颊面所在平面内顺时针方向。③计算：采用NASTRAN有限元结构分析软件系统，在大型计算机上完成。④分析：将磨牙从颈缘到根尖，分为4个断面。根分叉以上有2个断面，测量点分布于断面周围牙周膜中的8个点，即近中、远中、颊侧、腭侧的中点和近中颊轴角、远中颊轴角、近中腭轴角、远中腭轴角。根分叉以下有2个断面，测量点分布于每个根断面的牙周膜中4个点，即近中、远中、颊侧、腭侧的中点。测量节点的主应力值和位移。
2.结果：加载后上颌第一磨牙颈部颊腭向位移很小，牙冠和牙根有轻微的腭向移动趋势。牙颈部和根尖都有向移动的趋势，位移量最大。在近远中向，牙冠为近中移动的趋势。另外，在颊腭和近远中方向，牙颈部的位移量大于根尖部；但在垂直方向，其位移基本一致。牙周膜中应力分布较复杂，特点为：①根尖应力较小，应力主要分布于整个牙根偏颈1/3部，牙颈部无应力集中现象；②在颊腭侧，均为张应力分布，颊侧明显大于腭侧，是由于牙齿向位移所致。近中侧均为压应力分布，远中侧均为拉应力分布；③在远中腭轴角和近中腭轴角，也有压应力分布，而在远中颊轴角和近中颊轴角为拉应力分布，是由于牙齿的扭转趋势所致。
3.讨论：①用三维有限元法分析的结构可具有任意形状和边界条件，能测出模型任何部位的应力和位移。本研究所设计的力系统是空间多个力系统，并且将牙列设计为相邻牙齿在触点处接触，但是无约束。上第一磨牙前后有邻牙接触。这样得出的结果更符合临床实际。②本研究结果表明，上颌第一磨牙牙颈部与根尖的牙周膜中无明显应力集中现象，这与以往的报道不同[2]。可能由于以往的研究所用模型都是单个离体牙，加载为单一力的缘故。上颌第一磨牙的移动以向伸出趋势较大。结合应力分布状况，提示正畸治疗中要关注该牙腭侧移动、向伸长和近中扭转趋势。
参考文献
1赵志河，房兵，赵美英.颅面骨三维有限元模型的建立.华西口腔医学杂志，1994，12：261-263.
2Mc Guinness NJ. A stress analysis of the periodontal ligament under various orthodontic loading. Eur J Orthod, 1991,13：231-242.
(收稿：1997-03-14 修回：1997-11-25), 百拇医药
单位：200011 上海第二医科大学口腔医学院(房兵)，华西医科大学口腔医学院(赵志河、赵美英)
关键词：
中华口腔医学杂志980328 用三维有限元法，探讨上颌第一磨牙作为支抗牙时其牙周膜中的应力分布，为正畸力系统的设计提供依据。
1.研究方法：①在已建立的头颅三维有限元模型上进行实验[1]。②加载条件如下。加力大小：摸拟颌内牵引力100 g，Ⅲ类颌间牵引力70 g，摸拟支抗弯曲力矩450 mg(相当于后倾曲35°的力矩作用)。加力部位：相当于磨牙颊面管中点，即颊面距牙尖5 mm处的中点。作用力方向：颌内牵引力为从磨牙的加力点到同侧上颌尖牙牙冠唇面相当于托槽的部位；颌间牵引力：从磨牙加力点到同侧下颌尖牙牙冠唇面相当于托槽的部位。力矩相当于磨牙颊面所在平面内顺时针方向。③计算：采用NASTRAN有限元结构分析软件系统，在大型计算机上完成。④分析：将磨牙从颈缘到根尖，分为4个断面。根分叉以上有2个断面，测量点分布于断面周围牙周膜中的8个点，即近中、远中、颊侧、腭侧的中点和近中颊轴角、远中颊轴角、近中腭轴角、远中腭轴角。根分叉以下有2个断面，测量点分布于每个根断面的牙周膜中4个点，即近中、远中、颊侧、腭侧的中点。测量节点的主应力值和位移。
2.结果：加载后上颌第一磨牙颈部颊腭向位移很小，牙冠和牙根有轻微的腭向移动趋势。牙颈部和根尖都有向移动的趋势，位移量最大。在近远中向，牙冠为近中移动的趋势。另外，在颊腭和近远中方向，牙颈部的位移量大于根尖部；但在垂直方向，其位移基本一致。牙周膜中应力分布较复杂，特点为：①根尖应力较小，应力主要分布于整个牙根偏颈1/3部，牙颈部无应力集中现象；②在颊腭侧，均为张应力分布，颊侧明显大于腭侧，是由于牙齿向位移所致。近中侧均为压应力分布，远中侧均为拉应力分布；③在远中腭轴角和近中腭轴角，也有压应力分布，而在远中颊轴角和近中颊轴角为拉应力分布，是由于牙齿的扭转趋势所致。
3.讨论：①用三维有限元法分析的结构可具有任意形状和边界条件，能测出模型任何部位的应力和位移。本研究所设计的力系统是空间多个力系统，并且将牙列设计为相邻牙齿在触点处接触，但是无约束。上第一磨牙前后有邻牙接触。这样得出的结果更符合临床实际。②本研究结果表明，上颌第一磨牙牙颈部与根尖的牙周膜中无明显应力集中现象，这与以往的报道不同[2]。可能由于以往的研究所用模型都是单个离体牙，加载为单一力的缘故。上颌第一磨牙的移动以向伸出趋势较大。结合应力分布状况，提示正畸治疗中要关注该牙腭侧移动、向伸长和近中扭转趋势。
参考文献
1赵志河，房兵，赵美英.颅面骨三维有限元模型的建立.华西口腔医学杂志，1994，12：261-263.
2Mc Guinness NJ. A stress analysis of the periodontal ligament under various orthodontic loading. Eur J Orthod, 1991,13：231-242.
(收稿：1997-03-14 修回：1997-11-25), 百拇医药