目的:骨性下颌后缩主要表现为Ⅱ类骨性错牙合,影响着患者口腔颌面部的功能和容貌。成年患者常需通过正畸—正颌联合治疗以获得个体最佳的咬合状态与协调的颌面部软组织轮廓。大量研究表明正颌手术与颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)关系密切,正颌手术对TMJ健康的影响一直是学术界关注的问题,但至今仍未形成统一的结论。有限元法(finite element method,FEM)因具有直接实验分析无法比拟的优势而在口腔生物力学的研究中得到了大量应用。本实验通过利用三维建模软件与有限元分析软件建立骨性下颌后缩正颌手术前后TMJ与下颌及其咀嚼肌系统的有限元(finite element,FE)模型,利用有限元法基本明确正颌手术对TMJ生物力学的远期影响。方法:选取1例全口牙正畸去代偿完成时且已诊断明确的单纯骨性下颌后缩的健康成年男性患者,其头颅经16层X射线电子计算机断层扫描装置扫描获得颌面部CT平扫+三维重建的DICOM格式数据,综合运用Mimics、Geomagic Studio、Unigraphics NX,去除模型中除下颌骨及其上面的牙齿、双侧关节窝、颞骨以外的图像,并将模型从正中矢状剖开,取一侧(左侧)进行研究,在该半侧模型各临床牙根的表面建立0.2mm厚的牙周膜、在髁突头与关节窝表面分别建立0.3、0.5mm厚的软骨、根据髁突头与关节窝之间的间隙生成关节盘,将模型中的髁突划分为前斜面、横嵴、后斜面、髁突颈4个区域、将关节窝划分为前、后、中央、内侧、外侧5个区域,在模型上标记出咬肌、颞肌、翼内肌、翼外肌的附着区并确定的肌力方向,将此模型记为术前模型。在以上软件中,将术前模型模拟下颌支矢状劈开前徙术且取出接骨板、螺钉后骨不连续区完全愈合时的状态,下颌前徙距离设定为临床常用的4、8、10mm,保持肌肉附着区不变,原肌力的方向随肌肉附着区位置的变化而变化并成为最终的肌力方向,并根据髁突头与关节窝之间的间隙重新生成新的关节盘,其对应的模型分别为术后模型1、2、3。在workbench中对术前模型与术后模型1、2、3各结构的接触类型、界面类型、摩擦系数进行设定并完成四面体网格划分,设置固定约束、部件材料属性后,按最大咀嚼肌力状态设置咀嚼肌力的大小及其作用于模型的区域。结果:1.成功建立了术前与下颌前徙4、8、10mm且取出接骨板、螺钉后不连续区完全愈合时的tmj、下颌及其咀嚼肌系统的fe模型,与真实的tmj与下颌具有较好的几何相似性,网格划分比较细致,更能反映其受力时的真实状态。2.成功获得骨性下颌后缩正颌术前与下颌前徙4、8、10mm且取出接骨板、螺钉后不连续区已完全愈合时在最大咀嚼肌力状态下tmj的vonmises应力分布云图与各结构各区域的最大vonmises应力值。术前术后髁突vonmises应力最大区均位于髁突颈部后内侧,当下颌前徙4mm时,最大vonmises应力最大,为106.26mpa。在髁突头vonmises应力最大区位于前斜面与颈部交界的外侧,当下颌前徙8mm时,其最大vonmises应力最大,为21.898mpa。正颌手术前后关节窝最大vonmises应力均位于前区,当下颌前徙10mm时,最大Von Mises应力最大,为15.729MPa。随着下颌前徙距离的增加,关节窝后区与外侧区Von Mises应力有明显的增加。在下颌前徙过程中,横嵴、髁突后斜面、关节窝中央区最大Von Mises应力变化幅度较小。关节窝内侧区在下颌前徙从4mm到8mm时最大Von Mises应力增加的幅度较大。下颌前徙距离从8mm到10mm时,髁突颈部的最大Von Mises应力减小幅度较大。髁突总体Von Mises应力值明显大于关节窝。结论:综合运用Mimics、Geomagic Studio、Unigraphics NX、Workbench可建立具有较好几何与力学相似性的骨性下颌后缩正颌手术前后TMJ与下颌咀嚼肌系统的FE模型。骨性下颌后缩及其正颌术后髁突颈一直是TMJ应力最集中的部位,髁突前斜面均是髁突的主要功能面。在一定范围内,随着下颌前徙距离的增加,关节窝后外侧区域与髁突的相应接触面积逐渐增大,其应力逐渐增大。从远期来看,规范的正颌手术一般不会对骨性下颌后缩患者的髁突与颞下颌关节窝产生不良影响。