舌側矯治技術是未來隱形矯正的方向之一，目前臨床上對于舌側矯正的應用也越來越多，然而舌側矯治技術與傳統(tǒng)矯治技術在轉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矩控制上的差別，并提出了相應的臨床指導。
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個節(jié)點，71944個10節(jié)點單元，5236個三角單元（骨皮質）。上頜中切牙的幾何模型基于標準牙齒的一般形態(tài)。上頜中切牙與側切牙的高度分別為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，皮質骨厚0.5mm。在設計三維有限元模型時，將更小的元件分配給具有高應力梯度的區(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行融合并進行分析。
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于上頜中切牙及側切牙唇側臨床冠中點。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的舌向水平內收力（3）Fz為大小為0.64N的垂直向壓低力。中切牙與側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的唇側臨床冠中心。在舌側的臨床冠中心施加一同樣的力，施力點舌側的同一水平，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，我們進行了一個預實驗，在預實驗中我們發(fā)現(xiàn)當M0+F0+Fz被施加到切牙舌側時，上頜中切牙在Fz為0.64N時開始出現(xiàn)平移，因此，我們選擇Fz=0.64 N來分析加力在頰、舌側之間的差異。同樣在預實驗中，我們發(fā)現(xiàn)中切牙與側切牙的應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差異。重點分析上頜中切牙牙周膜所受到的最大（S1）和最?。⊿3）的應力，和最大（E1）和最?。‥3）應變。此外，還比較了上頜中切牙在頰舌側不同位置力作用下的位移情況和旋轉中心。
結果：
下圖顯示了上頜中切牙在M0+F0+Fz力的作用下，分別在頰側和舌側施力時牙周膜最大應力（S1）、最小應力（S2）的區(qū)別。
在頰側施力時，從頸緣到根尖牙周膜的應力（S1,S3）分布情況顯示，唇側牙周膜產(chǎn)生拉應力主要集中在牙頸部附近；在舌側牙周膜上，壓應力主要集中牙頸部，沿著根尖方向減小，最后在近根尖處變?yōu)槔瓚?。這表明最初的牙齒移動幾乎是平移（朝向根尖）。
在舌側施力是，從頸緣到根尖的牙周膜應力（S1，S3）分布情況顯示，唇側牙周膜拉應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)域變成壓應力；在舌側牙周膜上，壓應力明顯地集中在宮頸，逐漸向頂端下降，最后是拉伸應力。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，分別在頰側和舌側施力時牙周膜最大應變（E1）、最小應變（E3）的區(qū)別。結果表明，當PDL受3個方向的力作用時，應變（E1，E3）的分布較為復雜，但一般與應力分布（S1，S3）相似。
下圖是在唇側和舌側加力時上頜中切牙節(jié)點的總位移和矢量圖。
上述結果表明，在唇側施力時，上頜中切牙產(chǎn)生平移運動（朝向根尖），旋轉中心位于無窮遠處。在舌側施力時，上頜中切牙會產(chǎn)生冠舌向根唇向的轉矩移動，旋轉中心位于距根尖4.2mm處。
結論：
我們分析了唇側力與舌側力在上頜中切牙轉矩控制上的生物力學差異。當相同大小的力施加在牙齒上時，施加在唇側與舌側可出現(xiàn)顯著不同的效應。施加在唇側可以出現(xiàn)平移移動，而施加在舌側可出現(xiàn)冠舌向根唇向的轉矩移動，所以傳統(tǒng)的唇側矯治與舌側矯治是有區(qū)別的，我們在臨床使用時要有這個意識。在舌側矯治時，控制力矩與力的比非常重要，在內收前牙時，適當?shù)卦黾痈嘞蜣D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根舌向轉矩的不足。一旦上頜中切牙冠舌向移位，出現(xiàn)轉矩丟失，對于舌側矯治來說糾正轉矩要比傳統(tǒng)的唇側矯治更加困難。
來源：浙一口腔正畸林軍
