构建3种不同上颌牙弓形态的有限元模型


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文题释义:牙弓形态:从牙列牙合面形态进行观察 , 根据6个前牙的排列情况 , 将牙列分成3种基本类型 , 分别为牙弓中的4个切牙的切缘唇侧连线略直 , 弓形从尖牙的远中才开始弯曲向后的方圆型;上颌牙弓自侧切牙起就向后弯曲 , 牙弓的前牙段向前突出比较多的尖圆型;介于前两者之间 , 牙弓从上颌侧切牙远中开始向后逐渐弯曲的卵圆型 。 不同的牙弓形态与口腔颌面部软组织功能息息相关 , 其改变也对微笑美观产生一定的影响 。
三维有限元模型:基于CT扫描文件 , 采用 Mimics 建模 , 再导入有限元求解器ANSYS来实现三维有限元模型的建立 。 该方法是一种有效的预测牙齿受力和移动的应力分析方法 , 在口腔生物学领域应用广泛 , 只有建立精确的三维模型 , 才能对后期的应用分析提供良好的基础 。
背景:口腔治疗中牙弓形态常被认为是一个重要的因素 , 但其三维有限元模型暂未被建立 。
目的:建立模拟正畸治疗后方圆型、卵圆型、尖圆型牙弓形态的三维有限元模型 。
方法:选取1例牙列完整的正畸治疗后成年女性患者的颌面部CT断层影像 , 利用Mimics 20.0软件、Geomagic Studio(2014)软件、UnigraphicsNX(10.0)软件、ANSYS(18.2)有限元分析软件 , 生成一个完整的上颌牙弓模型 。 再通过运算得到的不同牙弓形态的方程式 , 导入已建立的牙弓模型后 , 构建方圆型、卵圆型、尖圆型牙弓的三维有限元模型 。
结果与结论:①得到描绘弓形的四阶多项式函数 , 并成功建立方圆型、卵圆型、尖圆型牙弓的三维有限元模型;②方圆型牙弓包含节点总数398 098 个 , 单元总数223 751个;卵圆型牙弓包含节点总数401 800 个 , 单元总数226 177 个;尖圆型牙弓包含节点总数404 434个 , 单元总数227 430 个 , 可为后续的力学分析和临床实践提供可靠的基础 。
(李圆圆)
中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程
关键词: 牙弓形态, 上颌, 正畸, 三维, 有限元, 生物力学
引用本文:李圆圆, 鲁颖娟, 叶玉珊, Mustafa M.M Weldali, 常少海. 构建3种不同上颌牙弓形态的有限元模型[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(20): 3125-3129.
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