支抗磨牙及支持組織三維光彈應(yīng)力分析

1、支抗磨牙及支持組織三維光彈應(yīng)力分析摘要：目的分析中國人上頜第一磨牙在后傾彎作用下，牙及牙周組織的應(yīng)力分布規(guī)律，牙體瞬間旋轉(zhuǎn)中心位置。方法三維光彈凍結(jié)切片法。結(jié)果后傾彎以產(chǎn)生水平推力和近遠(yuǎn)中向的彎矩為主；同時也產(chǎn)生沿牙長軸的扭矩和冠根向的拉力；牙旋轉(zhuǎn)中心位于三牙根分叉下方附近。結(jié)論支抗磨牙的應(yīng)力并不僅僅是一種力單獨(dú)作用的結(jié)果，而且是由彎矩、扭矩、推力、壓力、拉力共同作用形成的復(fù)雜應(yīng)力。關(guān)鍵詞：支抗牙應(yīng)力分析牙周組織三維光彈分類號：R783.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-1634(2000)01-0027-02Stress Analysis of maxillary anchorage mo

2、lar and its periodentium by three dimensional photoelastic methodPeng Youjian,Cheng Xiangrong et al.(Hubei Medical University Stomatological College & Hospital 430070)Abstract：ObjectiveThis study was designed to analyse the stress and the instant Center of rotation of maxillary anchorage molar by an

3、chorage bend.Methodsthree-dimensional photoelastic method.ResultsThe main biomechanical effect induced by anchorage bend were push force in horizon plane and bend moment in mesial-distal plane,meanwhile rotation moment and pull force in dental Crown-root-direction found.The Center of rotation locate

4、d in trifurcation area.ConclusionThe stress of anchorage molar and its periodentium was not a singe force but a complex force.Key words：AnchorageDental stress AnalysisPeridentiumphotoelastic隨著方絲弓技術(shù)、Begg細(xì)絲技術(shù)在口腔正畸臨床的普遍使用，抗基牙的作用一直為臨床醫(yī)師所關(guān)注，尤其支抗磨牙。近年來，對于支抗磨牙在臨床中作用的研究，國內(nèi)外學(xué)者已有報(bào)道1、2、3、4、5，對支抗磨牙在臨床的生物力學(xué)也進(jìn)行了一

5、定的分析。本研究試用三維光彈應(yīng)力分析技術(shù)，系統(tǒng)研究中國人上頜第一磨牙及其周圍組織在后傾彎的作用下應(yīng)力分布規(guī)律(定性與定量)，找出支抗磨牙的瞬間旋轉(zhuǎn)中心。并求出最大剪應(yīng)力值，最大正應(yīng)力值，最大拉應(yīng)力值及其所在部位，為正畸臨床和研究提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。材料和方法材料實(shí)驗(yàn)材料主要有：硅橡膠、正硅酸乙酯等。實(shí)驗(yàn)儀器：國產(chǎn)409- 型光彈儀方法1.牙體形態(tài)及物理參數(shù)1.1 牙體形態(tài)幾何尺寸參照王惠蕓的資料6牙周膜厚度為0.2mm。1.2 牙齒及其支持組織的彈性模量見表17、8。表1牙及其支持組織彈性模量(E)MNm2(kg/cm2)牙本質(zhì)(E1P)牙槽骨(E2P)牙周膜(E3P)186201380034

6、5(527544)(140760)(35.19)2.物理模型轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)力學(xué)模型2.1 模型的向何比原形(P)：模型(m)=112.2 按上述尺寸雕刻翻制塑料牙。2.3 以硅橡膠：硅酸乙酯：丁基二月硅酸錫=10031(重量比)的比例制成的硅橡膠，制成模具。2.4 為滿足E1mE2mE3m=E1PE2PE3P=1.3510.0065,選擇不同的環(huán)氧配比，分別澆注牙、牙周膜、牙槽骨模型各三副。2.5 模型的固化、退火。3.加載、應(yīng)力凍結(jié)。3.1 制作標(biāo)準(zhǔn)帶環(huán)、圓管9，并粘結(jié)于模型6上，0.016?澳絲作成40后傾彎的主弓絲。3.2 加載方式見1。 1水平切片2等色線照片3.3 近遠(yuǎn)中面、頰舌面、水平

7、面三維切片，觀察、攝像、繪制等傾線等色線。計(jì)算。取三具模型的均值為最終結(jié)果。結(jié)果支抗磨牙應(yīng)力分布的部分等色成照片，等傾線(1、2)。通過觀測、分析及計(jì)算得出以下結(jié)果：2頰舌面切片2等色線照片1.由近遠(yuǎn)中切片知，最大壓應(yīng)力位于舌側(cè)根的中13處，為9.65g/mm2，說明后傾彎的作用以產(chǎn)生水平推力及繞頰舌軸的彎矩為主。2.由冠根面的切片知，最大冠根向拉應(yīng)力位于根分叉近中頰根的近中面，為7.98g/mm2，說明后傾彎形成一個繞頰舌軸的彎矩和沿牙長軸的應(yīng)力。3.水平面的剪應(yīng)力最大值為4.75g/mm2，位于牙頸部的稍下方根周圍近中頰根的近中面，由此可知，繞牙長軸的扭矩是支抗磨牙應(yīng)力分布的主要方面之一。

8、4.在應(yīng)力分布區(qū)中，根分叉下有一小區(qū)應(yīng)力為零，為拉應(yīng)力與壓應(yīng)力移行處，說明牙的瞬間轉(zhuǎn)旋中心位于根分叉下附近。5.各牙根的受力及牙周組織的應(yīng)力分布趨勢不盡相同，應(yīng)力分布不均勻。6.牙體近中有升高趨勢，遠(yuǎn)中有下沉趨勢，整個牙體還有旋轉(zhuǎn)趨勢。討論運(yùn)用光彈性技術(shù)分析正畸牙受力后牙及其牙周組織的應(yīng)力分布規(guī)律，國內(nèi)外已有一些學(xué)者作了報(bào)道9、10、11、12。本研究運(yùn)用三維光彈技術(shù)的原理分析闡述了支抗磨牙在后傾彎位上頜56之間，后傾彎為40狀態(tài)下的應(yīng)力分布規(guī)律。1.最大壓應(yīng)力位于舌側(cè)根的中13處，提示此根在臨床變化可能較其它牙更明顯，此結(jié)果不同于一般認(rèn)為最大壓應(yīng)力位于近中頰根的觀點(diǎn)。2.支抗磨牙不僅產(chǎn)生彎矩

9、，而且產(chǎn)生扭矩，這就是說在產(chǎn)生支抗磨牙上升旋轉(zhuǎn)的同時，而且在扭矩的作用下，在水平方向發(fā)生非需求的扭轉(zhuǎn)，故導(dǎo)致了臨床上支抗磨牙近中舌向扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，須在治療時采取措施防止。3.由應(yīng)力分布得知，遠(yuǎn)中牙根的遠(yuǎn)中面其拉應(yīng)力與壓應(yīng)力移行存在，主要表現(xiàn)為壓應(yīng)力，提示牙體的遠(yuǎn)中部分牙槽骨在壓力的作用吸收而導(dǎo)致下沉，也可以解釋臨床上支抗牙遠(yuǎn)中下沉現(xiàn)象。4.在根分叉下方有一零壓力區(qū)，既無拉應(yīng)力，也無壓應(yīng)力，此處為旋轉(zhuǎn)中心，這與Burstone等13ChistanenRL等14報(bào)道的多根牙瞬間旋轉(zhuǎn)中心位于根之間至根分叉1或2mm結(jié)果相近。5.本實(shí)驗(yàn)因考慮類頜間牽引對上頜支抗磨牙在一定條件下影響不大，故未予考慮，也未

10、考慮力作用，這有待于筆者進(jìn)一步研究加以完善。(本研究得到北京醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院林久祥教授的指導(dǎo)，特此致謝。)作者單位：彭友儉(湖北醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院武漢，430070)程祥榮(湖北醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院武漢，430070)胡志運(yùn)(湖北醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院武漢，430070)朱遠(yuǎn)平(湖北省宜昌市第二人民醫(yī)院)參考文獻(xiàn)：1傅民魁.方絲弓矯正器的原理和應(yīng)用.中華口腔科雜志1985；21：38.2林久祥(主編).現(xiàn)代口腔正畸學(xué).第一版，北京：中國醫(yī)藥科技出版社，19913林界偉等Angle錯畸形打開深覆的探討.華西口腔醫(yī)學(xué)雜志，1991；9(3)：10-124Root TL.The lever anchor

11、age system In:Crabe,TM,and Swo-Inorthedontis-Carrent Priniciples and techniques,St Louis The C.V Mosby-CO,19855Proffit WR Contemporary orthodontics,St Louis The C.V.Mosby CO 1986.6王惠蕓.中國人牙體形態(tài)測量.中華口腔科雜志，1959；3：1497Robert GE,Farah JW.Stres from loading distalexteusion remenable Patial dentur.J Prosthe

12、n Dent,1978;39:2748Tanne K.Mamera Sakuda,Charle,J Burstone.The three-dimensional finite elment analysis for stress in the periodontal tissue by orthodontic.forces.Am j Orthod,1987;92:499-5059嚴(yán)開仁、王邦康，實(shí)用口腔固定正畸學(xué).北京；人民衛(wèi)生出版社，1989.10鼓友儉等，尖牙水平方向受力牙及牙周組織三維光彈應(yīng)力分析.中華醫(yī)學(xué)會口腔科學(xué)會第五次全國學(xué)術(shù)會論文集；199211Brodsky JF et al.Root tipping:A photoelastic-histopathologic Correlation.Am J.Orthod,1975:67-1012Itoh T.Photoelastic effects of maxillary protraction on the craniofaciol complex.Am J orthod,1985;21:11713Burstone CJ.Pryputiewicz