0018澳絲彎制后傾曲對下頜第二磨牙的影響

后斜曲線常用于防止近中傾斜和牙齒打開的咬合。對于后傾曲的角度沒有嚴格的規(guī)定,在低角深覆牙合病例,后傾曲角度較大,主要用來增強支抗,打開咬合,通常不小于30°;而在無需或需要少許打開咬合的情況下,后傾曲角度較小,以防止支抗牙近中傾斜。以往研究中后傾曲對支抗磨牙的影響主要著眼于第一磨牙,但隨著矯治技術的進步,拔除第一磨牙以第二磨牙作為支抗牙的病例越來越多。不同角度后傾曲對第二磨牙作用力情況如何?本研究使用三維有限元分析法對此進行探討。材料和方法1牙體及牙周膜的二維建模及網(wǎng)格劃分從馬達提供的牙體無缺損、無嚴重磨耗、咬合關系正常的健康成年志愿者的螺旋CT中,選擇包含左下頜第二磨牙的56張斷層圖片,使用AutoCAD軟件進行牙體、牙槽骨及牙周膜的二維空間建模,再使用ANSYS軟件進行牙體、牙槽骨及牙周膜的三維空間建模和網(wǎng)格劃分,獲得三維有限元模型。本模型包括下頜第二磨牙牙體、牙周膜、下頜骨松質骨和皮質骨,各部分單元數(shù)及節(jié)點數(shù)見表1,建立的三維有限元模型見圖1。2anasas前磨牙托槽遠中、牙弓間的分離使用日進齒科B605型牙頜模型翻制下牙弓標準石膏模型,在每個牙齒的臨床冠中心位置粘接托槽,用0.018〞的澳絲彎制與牙弓匹配的弓形,放于坐標紙上,用直尺測量出弓形上65個坐標點,包括各個牙齒的托槽近遠中、磨牙頰面管近遠中邊緣及中點的坐標。借助matlab中函數(shù)lsqcurvefit,得到弓形坐標的擬合曲線:Y=3.6021E-5X4+2.2430E-2X2。確定XYZ坐標系:X軸為牙弓寬度方向,左側向為正;Y軸為牙弓長度方向,磨牙向為正;Z軸垂直XY平面,指向牙合方為正。在ANSYS中,采用弓形坐標擬合曲線函數(shù),創(chuàng)立33個關鍵點,連接成樣條曲線。最后在第二前磨牙托槽遠中與第二磨牙頰面管近中的中間起彎,將弓絲后段沿YZ平面旋轉建立附后傾曲的唇弓,以5°為間隔,分別建立后傾曲為5°,10°,15°,20°,25°,30°六個模型,劃分網(wǎng)格。圖2為后傾曲角度為20°的弓絲有限元模型。3實驗的限制和加載3.1節(jié)點約束添加因為弓絲形狀左右對稱性,選取弓絲模型的一半進行計算。節(jié)點約束添加在下頜中切牙、側切牙、尖牙、第一前磨牙和第二前磨牙處,約束方向為弓絲上對應的每個托槽點的近遠中方向和齦牙合方向。3.2建立有限元模型在有限元模型上,讀出唇弓上未彎制后傾曲和彎制后第二磨牙頰面管近遠中處對應的坐標,計算出彎制前后坐標點的位移差,將位移差加載于有限元模型上,采用梁單元Beam189進行模擬,ANSYS軟件計算出各點的受力。4澳絲的力學參數(shù)假設弓絲為各向同性均質連續(xù)的線彈性材料,0.018〞(0.46mm)澳絲的力學參數(shù)為:彈性模量166Gpa,泊松比0.3,密度7.9g/cm3,弓絲變形為大變形。弓形彎制后傾曲后,假設弓形X軸向形態(tài)與初始弓形一致。下頜第二牙在瞳式-牙合方向的受力ANSYS軟件計算得出弓絲與牙齒頰面管近遠中接觸點的力的大小和方向,其反作用力即下頜第二磨牙頰面管近遠中處受到的力。因實驗中假設弓形彎制后傾曲后弓形與初使弓形一致,由此計算出的力主要在Z方向即齦牙合方向。經(jīng)過轉換,得出不同角度后傾曲作用下,下頜第二磨牙在齦牙合向的受力。相應數(shù)值及圖示見表2和圖3。從表2及圖3可見:后傾曲作用下,第二磨牙近中受到牙合向伸長力,遠中受到齦向壓低力,力值隨著角度的增大而增大,近中力值大于遠中力值。討論1支抗牙冠向近中傾斜的穩(wěn)定性本研究選用0.018〞的澳絲建模。澳絲具有良好的彈性,較好的剛性,不易變形,有研究表明Begg技術第一階段使用澳絲7周后,其支抗角度仍然不變,因此臨床上常用于打開咬合。另一方面圓絲和頰管是點和點接觸,摩擦力小,加力過程中,力量損耗小,矯正力發(fā)揮的效率高,已有臨床工作表明:0.018〞的澳絲關閉間隙時,作為引導絲,有利于提高關閉間隙的效率。臨床治療中支抗磨牙承載打開咬合的作用力或近中移動時,常常出現(xiàn)牙冠的近中傾斜。此時給支抗磨牙加上一個牙冠向遠中、牙根向近中的力矩能較有效地防止近中傾斜的發(fā)生。此類力矩的典型實例便是后傾曲和搖椅弓。根據(jù)KojimaY等的研究,后傾曲和搖椅弓對牙齒的作用相似。搖椅弓形變較復雜,本研究選用后傾曲進行模擬。對于后傾曲的角度沒有嚴格的規(guī)定,一般認為在無需或需要少許打開咬合的情況下,后傾曲角度較小,而在低角深覆牙合病例,后傾曲角度較大,通常不小于30°;本研究選取了5°~30°的一系列角度進行計算,探討隨后傾曲角度變化第二磨牙上所受作用力變化的規(guī)律,為進一步研究第二磨牙牙體運動趨勢和牙周應力變化打下基礎。2后傾曲的產(chǎn)生研究結果表明:后傾曲作用下,第二磨牙近中受到牙合向伸長力,遠中受到齦向壓低力,力值隨著角度的增大而增大,近中力值大于遠中力值。因此,磨牙在近遠中向上呈現(xiàn)遠中直立的趨勢,此趨勢隨著后傾曲角度增大而增大,這與康振中,彭友儉等人對后傾曲的研究較一致。下頜第二磨牙抗力中心約位于根分歧下方1mm處,因此,后傾曲產(chǎn)生的近中力值除使磨牙受到牙合向伸長力外,還產(chǎn)生牙冠繞抗力中心的舌向傾斜趨勢。與此相反,后傾曲產(chǎn)生的遠中力值除使磨牙受到齦向壓低力外,還產(chǎn)生牙冠繞抗力中心的頰向傾斜趨勢。當后傾曲小于10°時,近中力值與遠中力值相差不大,但后傾曲達15°時近中力值已明顯大于遠中力值,且兩者差值隨后傾曲角度的進一步增大而增大