个性化舌侧矫治系统生物力学性能的三维数字化分析及试验力学分析

Brackets are the important devices in the correction of malocclusion, their position, distances and the bracket-slot shapes play the important role on the mechanical properties of archwire. For the request of aesthetics, the lingual orthodontic appliances were created. Contrast to the labial orthodontics, the uncertainty of the mechanical properties of lingual system restricts its clinical application. On the basis of three-dimensional finite element analysis of self-ligating brackets in mechanical properties which had been done, the project intends to clarify the characteristics of the mechanical properties about the lingual system and the regularity when the archwires and brackets change, and to explore the mechanism how to control the canine inclination, the anterior torque and posterior anchorage during the space-closure with lingual appliances, and to analyze the mechanical differences between the two orthodontic systems during the bite-opening, through the comparative analysis of the mechanical properties of the vertical and horizontal bracket-slots in labial and lingual systems. Thus it will provide a new theoretical basis that directs clinical treatment for lingual orthodontics, In this project, the method of three-dimensional finite element analysis and OMSS are applied.

舌侧矫治技术以其出色的美观效果，自诞生之日起就受到正畸界和大众的广泛关注。根据托槽槽沟和弓丝入槽的方向不同，可以将舌侧托槽分为两大类。在垂直槽沟舌侧系统中，由于其弓丝为带状弓，其控制转矩，打开咬合的力学机制与传统的水平槽沟系统存在较大的差异。申请人已运用三维有限元分析方法就自锁托槽转矩性能的特点进行了分析研究，并对舌侧矫治器的力学性能进行了初步的预试验。发现矫治器的设计对其力学性能有重要的影响,但槽沟的位置和方向对其力学性能影响的规律还不明确。本研究拟运用三维有限元分析及OMSS试验力学测量方法，对比垂直槽沟和水平槽沟舌侧矫治系统的力学性能，阐明舌侧矫治系统力学性能的特点及其受弓丝和托槽因素影响的规律。该研究对进一步揭示舌侧正畸的矫治力学特点，提高我国舌侧正畸的矫治水平具有重要意义。

舌侧矫治近年来因其美观性、隐蔽性在临床上的应用逐渐增加，但由于其与传统矫治相比，作用力系统从唇侧移到了舌侧，因此，舌侧矫治拥有完全不同的生物力学性能。但目前舌侧矫治的生物力学机制尚不明确。三维有限元是一种成熟的生物力学分析方法，从20世纪80年代开始越来越广泛地应用于口腔正畸领域。本研究运用三维有限元分析及OMSS试验力学测量方法，通过对比唇舌侧托槽以及对比不同类型的舌侧托槽，分析影响舌侧矫治系统的力学性能相关因素及其规律，并获得了一系列研究成果。结果：1、本研究发现唇舌侧托槽转矩随着转矩角度和弓丝的弹性模量增大的增大而增大；在相同的转矩角度下，舌侧托槽产生的转矩值大于唇侧托槽；舌侧托槽的转矩值与弓丝尺寸及材质有关；2，在相同条件下，舌侧弓丝载荷值大于唇侧。提示应当选择比唇侧弓丝直径更小、刚度更低的弓丝作为舌侧矫治弓丝。临床上在选择弓丝时，首先应考虑弓丝的材质，其次为尺寸，并注意两者的协同作用，注意托槽间距对弓丝性能的影响。