舌側(cè)矯治技術(shù)是未來隱形矯正的方向之一，目前臨床上對于舌側(cè)矯正的應(yīng)用也越來越多，然而舌側(cè)矯治技術(shù)與傳統(tǒng)矯治技術(shù)在轉(zhuǎn)矩控制上還是存在的一定的差別，下文就用三維有限元的方法分析了兩者在上頜切牙轉(zhuǎn)矩控制上的差別，并提出了相應(yīng)的臨床指導(dǎo)。

材料與方法

使用ANSYS軟件建立上頜骨及上頜切牙的三維有限元分析模型。模型共包含98106個(gè)節(jié)點(diǎn)，71944個(gè)10節(jié)點(diǎn)單元，5236個(gè)三角單元（骨皮質(zhì)）。上頜中切牙的幾何模型基于標(biāo)準(zhǔn)牙齒的一般形態(tài)。上頜中切牙與側(cè)切牙的高度分別為23.55mm和22.84 mm，根長分別為14.4mm和14.07 mm。牙周膜（PDL）模型為0.2mm厚，皮質(zhì)骨厚0.5mm。在設(shè)計(jì)三維有限元模型時(shí)，將更小的元件分配給具有高應(yīng)力梯度的區(qū)域，如牙齒、牙周膜和相鄰的牙槽骨。用ANSYS軟件對上頜骨和上頜切牙模型進(jìn)行融合并進(jìn)行分析。

所有材料都假定各向同性和線性彈性行為，具體力學(xué)數(shù)據(jù)如下表。

模擬施加如下圖所示的力M0+F0+Fz于上頜中切牙及側(cè)切牙唇側(cè)臨床冠中點(diǎn)。M0是大小為-5*10-3 N·M的根舌向的的力矩（2）F0是大小為1N的舌向水平內(nèi)收力（3）Fz為大小為0.64N的垂直向壓低力。中切牙與側(cè)切牙上所施加的力在同一水平上，分別為為距離切緣4.67mm和4.31mm的唇側(cè)臨床冠中心。在舌側(cè)的臨床冠中心施加一同樣的力，施力點(diǎn)舌側(cè)的同一水平，分別為距離切緣3.51mm和3.03mm。

在選擇垂直向壓入力量大小時(shí)，我們進(jìn)行了一個(gè)預(yù)實(shí)驗(yàn)，在預(yù)實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)M0+F0+Fz被施加到切牙舌側(cè)時(shí)，上頜中切牙在Fz為0.64N時(shí)開始出現(xiàn)平移，因此，我們選擇Fz=0.64 N來分析加力在頰、舌側(cè)之間的差異。同樣在預(yù)實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)中切牙與側(cè)切牙的應(yīng)力分布和牙根位移是相似的。為了簡化這一過程，我們就只比較上頜中切牙的生物力學(xué)差異。重點(diǎn)分析上頜中切牙牙周膜所受到的最大（S1）和最?。⊿3）的應(yīng)力，和最大（E1）和最?。‥3）應(yīng)變。此外，還比較了上頜中切牙在頰舌側(cè)不同位置力作用下的位移情況和旋轉(zhuǎn)中心。

結(jié)果：

下圖顯示了上頜中切牙在M0+F0+Fz力的作用下，分別在頰側(cè)和舌側(cè)施力時(shí)牙周膜最大應(yīng)力（S1）、最小應(yīng)力（S2）的區(qū)別。

在頰側(cè)施力時(shí)，從頸緣到根尖牙周膜的應(yīng)力（S1,S3）分布情況顯示，唇側(cè)牙周膜產(chǎn)生拉應(yīng)力主要集中在牙頸部附近；在舌側(cè)牙周膜上，壓應(yīng)力主要集中牙頸部，沿著根尖方向減小，最后在近根尖處變?yōu)槔瓚?yīng)力。這表明最初的牙齒移動幾乎是平移（朝向根尖）。

在舌側(cè)施力是，從頸緣到根尖的牙周膜應(yīng)力（S1，S3）分布情況顯示，唇側(cè)牙周膜拉應(yīng)力主要集中在牙頸部但是沿著牙根方向逐漸減小，最后在近根尖區(qū)域變成壓應(yīng)力；在舌側(cè)牙周膜上，壓應(yīng)力明顯地集中在宮頸，逐漸向頂端下降，最后是拉伸應(yīng)力。這表明最初的牙齒移動是冠舌向根頰向的移動。

下圖顯示了上頜中切牙在M0+F0+Fz力的作用下，分別在頰側(cè)和舌側(cè)施力時(shí)牙周膜最大應(yīng)變（E1）、最小應(yīng)變（E3）的區(qū)別。結(jié)果表明，當(dāng)PDL受3個(gè)方向的力作用時(shí)，應(yīng)變（E1，E3）的分布較為復(fù)雜，但一般與應(yīng)力分布（S1，S3）相似。

下圖是在唇側(cè)和舌側(cè)加力時(shí)上頜中切牙節(jié)點(diǎn)的總位移和矢量圖。

上述結(jié)果表明，在唇側(cè)施力時(shí)，上頜中切牙產(chǎn)生平移運(yùn)動（朝向根尖），旋轉(zhuǎn)中心位于無窮遠(yuǎn)處。在舌側(cè)施力時(shí)，上頜中切牙會產(chǎn)生冠舌向根唇向的轉(zhuǎn)矩移動，旋轉(zhuǎn)中心位于距根尖4.2mm處。

結(jié)論：

我們分析了唇側(cè)力與舌側(cè)力在上頜中切牙轉(zhuǎn)矩控制上的生物力學(xué)差異。當(dāng)相同大小的力施加在牙齒上時(shí)，施加在唇側(cè)與舌側(cè)可出現(xiàn)顯著不同的效應(yīng)。施加在唇側(cè)可以出現(xiàn)平移移動，而施加在舌側(cè)可出現(xiàn)冠舌向根唇向的轉(zhuǎn)矩移動，所以傳統(tǒng)的唇側(cè)矯治與舌側(cè)矯治是有區(qū)別的，我們在臨床使用時(shí)要有這個(gè)意識。在舌側(cè)矯治時(shí)，控制力矩與力的比非常重要，在內(nèi)收前牙時(shí)，適當(dāng)?shù)卦黾痈嘞蜣D(zhuǎn)矩可以更好的控制牙齒的移動。否則，僅僅增加垂直向壓入力不足以彌補(bǔ)根舌向轉(zhuǎn)矩的不足。一旦上頜中切牙冠舌向移位，出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩丟失，對于舌側(cè)矯治來說糾正轉(zhuǎn)矩要比傳統(tǒng)的唇側(cè)矯治更加困難。

來源：浙一口腔正畸林軍