功能状态下无牙颌患者髁状突的应力分布研究

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1、功能状态下无牙颌患者髁状突的应力分布研究：安虹，白乐康，高陶磊，王一兵【摘要】目的构建无牙颌包括下颌骨的颞下颌关节(TMJ)三维有限元模型；探讨戴用全口义齿无牙颌患者在牙尖交错位紧咬牙时颞下颌关节髁状突的应力分布特征。方法以活体人颅为标本，采用螺旋CT断层扫描技术，图像数字化处理等方法在计算机上构建模型，然后在载荷状态下，利用ANSYSV8.0软件进行运算分析。结果建立了无牙颌下颌骨和颞下颌关节三维有限元模型，并在此模型后牙相应位点加载、运算、分析显示：髁突近颈部应力力值明显大于近顶区；前、后斜面由外向内力值逐渐减小；外、内侧由前向后力值逐渐减小，前斜面、外侧上1/2(近髁突顶)区域压应力占主

2、导地位，下1/2(近颈区)区域以拉应力为主，下外侧为主要应力集中区；后斜面及内侧上1/2以拉应力为主，下1/2以压应力为主。结论戴用息止间隙为2mm的全口义齿无牙颌患者，髁状突各区域拉、压应力并存，但每个区域应力分布特征及水平有较大差异；前斜面外侧即关节功能区应力水平明显高于其他区域，符合正常人TMJ功能的特点。【关键词】无牙颌；全口义齿；颞下颌关节；模型；有限元　　ABSTRACT:ObjectiveToconstructatemporomandibularjoint(TMJ)modelincludingmandiblebymeansofthree-dimensionalfiniteelem

3、entmethodsandtoinvestigatethestressdistributionofthecondyleduringclenchingofedentulousjaensionalmodel(3-DFEM)ofTMJincludingmandibleofedentulousjaensionalfiniteelementmodelofTMJincludingmandibleofedentulousjaodel.Analyticresultsshoexternaltointerioronanteriorandposteriorincline,anddecreasedfromanteri

4、ortoposterioroninteriorandexternalinclineofthecondyle.pressivestressinantintheanteriorinclineandupper1/2oflateralpart(nearthetopofthecondyle),andtensilestressinantintheinferior1/2(neartheneck),sothelateralinferiorpartainininferior1/2.ConclusionTheedentulousjaultaneouslyontheporomandibularjoint;model

5、;finiteelement　　颞下颌关节(temporomandibularjoint,TMJ)结构复杂，髁突在关节凹内的位置随垂直距离的改变而发生变化，并在功能运动中承受的压力大小与位置的改变有关。许多学者对正常人的颞下颌关节进行三维有限元的研究，但对戴用全口义齿的无牙颌患者颞下颌关节内的应力分布特征及规律的研究报道很少。我们采用螺旋CT断层扫描技术及CAD技术，建立无牙颌患者颞下颌关节包括下颌骨的三维有限元模型，分析戴用息止颌间隙为2mm时下颌关节的应力分布特征，旨在为临床无牙颌垂直距离的确定提供依据。　　1材料与方法　　1.1材料　　选择本院修复科门诊未曾进行全口义齿修复的无牙颌志愿者

6、。面部外型协调对称，面下1/3高度适中，张闭口运动正常，颌弓大小及牙槽嵴高度宽度适中，颌间关系基本正常。X-ray断层片显示TMJ形态、结构正常。对筛选出的病例常规制取印模，灌注模型。通过模型的测量，筛选出符合统计数据平均值［1］的病例1例，作为理想建模素材研究对象。　　1.2方法　　采取印模，制作模型。测量息止颌间隙面下1/3高度减2mm拟为正常垂直距离记为H-2行颌位记录，常规方法制作完成全口义齿。无牙颌患者戴用全口义齿，在牙尖交错位紧咬牙时，采用美国Picker公司PQ6000型螺旋CT断层扫描机对患者下颌骨及双侧TMJ进行扫描，患者仰卧位，扫描从TMJ关节窝顶上方1mm到颏部连续横断6

7、3层，层厚1.0mm。在计算机上利用二值化和边界提取图像处理技术和surfacer,ANSYS软件构建颞下颌关节包括下颌骨的实体模型和三维有限元模型，共生成142158个单元和29032个节点。模型中的各种材料均视为各项同性同质连续的线弹性材料，且符合小变形条件［2-3］。在左右侧关节盘上表面和下颌角加固定约束，取全口义齿患者最大力的均值［4］在下颌骨模型双侧后牙相应位点垂直加载。将左右侧髁突分为