正畸弓丝与托槽间摩擦力分析及有效正畸力预测

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:Northbay
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临床上治疗错颌畸形最常见的手段之一是固定矫治技术,其作用原理是正畸医师通过弓丝和托槽将矫治力作用于牙齿,将畸形牙齿控制到排齐状态。在临床治疗过程中弓丝沿托槽滑动将会伴随着摩擦力的产生,由于摩擦力的存在使得施加在矫治器上的正畸力被摩擦力消耗一部分后,才能作用于牙齿产生生理性移动,进而进行排齐。正畸医生通常根据临床经验选择具有特殊功能曲的弓丝和托槽,如果明确具有特殊功能曲的弓丝与托槽间摩擦力数值大小以及其有效正畸力,就能从力学上为临床医师制定矫治方案提供一定理论依据,可以帮助医生预测实际正畸力的大小,可以提供给医生科学预测方法,实现精准医疗、规划治疗的目的。本文针对上述问题开展了以下几个方面的研究。建立了弓丝与托槽间摩擦力预测模型。正畸过程中正畸弓丝在托槽间滑动过程中很大一部分被摩擦力消耗,根据正畸弓丝和托槽的作用特点,基于经典摩擦力理论,分析正畸弓丝和托槽间的作用关系,并且结合正畸弓丝和托槽的参数特性,建立了正畸弓丝和托槽间摩擦力预测模型。根据弓丝与托槽间产生持续性滑动摩擦力的特征,设计了一种基于力传感器的模拟弓丝和托槽间摩擦力的实时测量装置,并进行不同弓丝和托槽参数的摩擦力测量实验,通过对比实验,分析弓丝和托槽间的匹配效果。建立用于匣形曲的有效正畸力预测模型。匣形曲分为垂直作用匣形曲和正轴作用匣形曲,根据垂直作用匣形曲和正轴作用匣形曲结构特点,针对牙齿垂直向移动和牙周轴向倾斜移动特点,分别对起到压低和伸高作用的垂直作用匣形曲水平臂在牙轴方向施加的正畸力,建立其水平臂有效正畸力预测模型;对起到倾斜牙轴矫治作用的匣形曲倾斜水平臂进行受力分析,建立了有效正畸力距预测模型。最后对匣形曲竖直臂进行受力分析,并根据匣形曲弯制参数,弓丝截面参数和正畸力与摩擦力的力学关系,建立了有效正畸力预测模型。根据牙齿移动特点,设计了牙列形状和牙周组织实验模型,制成含牙周膜和牙列的仿真实验模型并进行实验,验证匣形曲有效正畸力的预测模型。最后通过已建立的匣形曲有效正畸力预测模型,模拟牙齿移动特点,测量匣形曲作用下牙齿移动距离,提供给医生正畸过程牙齿移动参考,可以很好地帮助医生合理选择弓丝和托槽,进而可以提高牙移动效率,可以达对有效正畸力有效控制的目的。
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