施则安 夏恺 罗良语 赵志河 刘钧

    口腔疾病研究国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院正畸科，成都 610041

    前牙转矩的控制受到很多的关注。随着微种植体治疗措施的进步，越来越多的医生使用微种植体作为绝对支抗压低上前牙[9]。为了达到应力分布的均匀，微种植体植入位置的选择存在很多分歧[10]，临床上应用微种植体压低上前牙的方法也各式各样[11]。目前常用的植入部位包括两中切牙之间、两侧中切牙与侧切牙之间、两侧侧切牙与尖牙之间。加力方式、角度也存在不同[9]。以上因素的变化对上前牙移动生物力学机制产生何种影响，目前罕有文献报道。

    1969 年Friedenberg 首次将有限元法(finite element method)的概念引进医学领域，1973 年Thresher 和Farah 一同将有限元法引入口腔生物力学的研究范畴[12-13]。有限元法是一种理论力学分析法[13]，有限元模型分析通过重建颌骨以及牙周膜等结构并模拟牙移动过程中的力学改变[14]，可以直观地看到牙移动的三维空间结构，预知矫治效果，使得三维有限元分析方法成为口腔生物学研究的重要方法[15]。本试验运用三维有限元技术，建立以隐形矫治器内收前牙时压低上前牙的三维有限元模型，分析对比在不同位点植入微种植体牵引加力时，前牙区各位置的受力及应力分布，以及各个牙的运动趋势及转矩的改变，为正畸临床治疗提供参考。

    1 材料和方法

    1.1 选定建模病例

    选择四川大学华西口腔医院正畸科的一名志愿者病例，女性，口腔卫生状况良好，牙周健康，无外伤史，无系统疾病史，无正畸治疗史，牙冠萌出正常，微笑时牙龈暴露4 mm。

    1.2 模型建立

    采集患者锥形束CT(cone beam computed to‐mography，CBCT)数据，扫描间距0.25 mm。将CBCT 扫描所得数据以DICOM 形式导入Mimics 19.0 软件中，使用阈值调节、分割模块、区域增长、剪裁蒙版等指令进行三维重建，提取上颌牙槽骨、上颌牙体组织。最后输出STL 格式文件并且导入Geomagic Wrap 2017 软件进行优化修复，并且在此软件中以原模型尺寸均匀扩大0.25 mm及0.75 mm 以用来分别建立牙周膜素材及无托槽隐形矫治器素材。将每个优化完成的部分以Step 格式文件导入Solidworks 2017 软件，以零件形式另存后进行布尔运算建立完整牙周膜数据，在此去除双侧上颌第一前磨牙(图1) ......