3D打印个性化正畸装置对单根牙垂直移动的三维有限元分析

作     者：曹怡琳 王心彧 庄妍 王亚茹 姜至秀 刘丹瑜 门九旭 丁元圣 Cao Yilin;Wang Xinyu;Zhuang Yan;Wang Yaru;Jiang Zhixiu;Liu Danyu;Men Jiuxu;Ding Yuansheng

作者机构：黑龙江省生物医学材料及应用重点实验室黑龙江省佳木斯市154002 佳木斯大学口腔医学院黑龙江省佳木斯市154002 

基　　金：黑龙江省教育厅基本科研业务费基础研究项目(2019-KYYWF-1359) 课题名称:氟涂层后AZ31B镁合金微种植体对周围炎症的影响 项目负责人:丁元圣 

出 版 物：《中国组织工程研究》 (Chinese Journal of Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2025年第29卷第16期

页      码：3360-3368页

摘      要：背景:基于牙齿垂直移动原理,通过数字化设计结合3D打印制作个性化正畸装置,可使个性化正畸装置与单个切牙形成支抗系统。借助微种植体绝对支抗作用可对单根牙在三维方向上进行精准控制。目的:基于生物力学原理设计了牙位11、12、21、22压低移动与伸长移动的个性化正畸装置,通过三维有限元法分析个性化正畸装置的安全性与其对牙齿的移动作用。方法:应用Mimics、Geomagic Wrap、SolidWorks和Ansys Workbench软件分别建立了上颌前牙区(牙位11、12、21、22)牙槽骨-牙周膜-上颌切牙-个性化悬臂微种植体-连接板-个性化托槽的三维有限元模型,每个牙位分别设置个性化压低移动与伸长移动正畸装置,加载300 g拉力或推力,分析个性化正畸装置各部件应力水平,计算牙齿位移与牙周膜应力分布情况。结果与结论:①个性化压低移动正畸装置受到的最大等效应力为162.90 MPa,个性化伸长移动正畸装置受到的最大等效应力239.57 MPa,二者的最大等效应力均位于个性化托槽加力附件的垂直部分,个性化正畸装置各部件所受等效应力均在屈服强度内,均具有良好的安全性;②在个性化正畸装置作用下,牙齿初始位移呈现整体压低或伸长移动的趋势,垂直方向上的位移远远超过在水平方向和矢状方向上的位移;牙周膜根尖或颈部位置出现等效应力峰值,在根尖区牙周膜出现等效应力集中区域;③结果显示,个性化正畸装置可以使牙位11、12、21、22近似达到压低移动或伸长移动的目的,初步证实了个性化垂直移动正畸装置的有效性。

主 题 词：3D打印个性化正畸装置 单根牙 压低移动 伸长移动 三维有限元分析 支抗 生物力学 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 1003[医学-口腔医学类] 1002[医学-临床医学类] 08[工学] 1010[医学-医学技术类] 100302[100302] 100215[100215] 0836[0836] 10[医学] 

D　O　I：10.12307/2025.431

馆 藏 号：203137989...