摘要
研究目的： 建立无托槽隐形矫治器联合长臂牵引钩的三维有限元模型，模拟拔除下颌第一前磨牙，探索下颌前牙整体内收时，不同牵引钩高度及不同牵引力值进行颌内牵引，对牙周组织，牙根等效应力和牙齿位移趋势的影响。以期为临床医师应用长臂牵引钩抵御隐形矫治器关闭拔牙间隙时产生的“过山车效应”提供理论参考。 研究方法： 选取一位个别正常牙合的成年女性志愿者，对其颌面部进行CBCT扫描后保存为DICOM格式导入Mimics21.0软件，再使用GeomagicStudio2015和UnigraphicsNX1911建立拔除下颌第一前磨牙的无托槽隐形矫治器-下颌骨-下颌牙列的三维有限元模型。通过AnsysWorkbench2019软件分析以下5种工况下牙体、牙周组织等效应力和牙齿位移趋势的变化。 工况A：矫治器加力整体内收前牙，使矫治器在尖牙远中缩短0.2mm，即单侧矫治器总长度缩短0.2mm。 工况B：在工况A的基础上，在尖牙和第一磨牙牙冠颊侧设计长度为6mm的长臂牵引钩并包埋在附件中，在两个牵引钩之间施加50g牵引力。 工况C：在工况B的基础上，将牵引钩之间的牵引力增大为100g。 工况D：在工况A的基础上，在尖牙与第一磨牙牙冠颊侧设计长度为8mm的长臂牵引钩并包埋在附件中，在两个牵引钩之间施加50g牵引力。 工况E：在工况D基础上，将牵引钩之间牵引力增大为100g。 研究结果： 1、建立了包括下颌骨、下颌牙列、牙周支持组织在内的下颌拔牙模型以及包括无托槽隐形矫治器、附件、长臂牵引钩的三维有限元模型，形态还原性好、几何精确度高，有利于实验结果的分析。 2、在长臂牵引钩之间施加牵引力，尖牙和磨牙由于直接受到牵引力作用，其牙根及牙周膜所受等效应力最大，第一磨牙颊侧近颈缘处始终为应力集中区。 3、在水平方向上，牵引钩之间施加牵引力有利于中切牙、尖牙以及后牙的水平方向控制。前牙区只有侧切牙表现为牙冠向远中倾斜的趋势。在8mm牵引钩施加100g力值时，尖牙舌向倾斜程度达到最小。第一磨牙在施加牵引力后，其牙冠颊向位移和牙根舌向位移趋势均减小，但随着牵引钩长度与牵引力值增大，磨牙开始出现舌倾趋势，在8mm长度牵引钩施加50g力值时冠根位移差最小。 4、在矢状向上，牵引钩之间施加牵引力后，在前牙段中切牙向舌侧倾斜的趋势加重，而侧切牙舌向倾斜趋势减轻，倾斜移动趋势受牵引力值的影响较大。尖牙移动受牵引钩长度与牵引力值大小影响均较明显，施加牵引力，尖牙牙冠远中位移趋势增大，但是牙根近中位移显著下降，冠根位移差值减小，施加100g牵引力时牙根也出现向远中位移，呈现出整体远中移动趋势。颌内牵引能有效保护后牙支抗，降低磨牙近中移动趋势，但较大牵引力值会使牙根发生近中向位移。 5、垂直向上，与不进行牵引直接内收相比，在牵引钩上施加牵引力，前牙垂直方向上的压低位移趋势增大。牵引钩长度相同，牵引力值增大会加重前牙区压低位移趋势。而后牙随牵引力值增大压低趋势明显减轻。 研究结论： 1、隐形矫治器整体内收下颌前牙时，应力主要集中在切牙与尖牙舌侧近颈缘处，应用长臂牵引钩能使尖牙牙根的应力集中区明显减小，能够降低尖牙移动过程中的牙根吸收风险。但是第一磨牙颊侧接近牵引钩粘接处的应力始终较为集中，应谨慎预防此处发生牙根及牙槽骨吸收。 2、在尖牙与第一磨牙上设计长臂牵引钩进行颌内牵引，能有效对抗矢状向上出现“过山车效应”，显著减小尖牙向远中及磨牙向近中的倾斜移动趋势，但对中切牙的矢状向控制略不足，需要在方案设计时补偿中切牙冠唇向转矩。 3、在8mm牵引钩配合施加50g牵引力值时对第一磨牙牙根的控根效果最好，牙根在水平向与矢状向都表现为最小位移趋势，牵引力值增大更有利于磨牙轴倾度的控制但同时会消耗磨牙支抗，更适用于磨牙需近中移动的中度支抗患者。 4、应用长臂牵引钩能有效减轻关闭下颌拔牙间隙时磨牙的压低趋势，针对低角型拔牙患者可以利用后牙长臂牵引钩，对维持面型不发生恶化起有利作用。
NETL