目的本研究旨在通过三维有限元方法分析微种植钉辅助上颌快速扩弓（Miniscrew-assisted Rapid Palatal Expansion,MARPE）装置在定位、固位牙设计、微种植钉水平向间距等情况变化时,对于颅颌面骨的生物力学效果,以期为MARPE的临床治疗设计提供参考。方法本实验采集了一例健康成年男性志愿者的全颅多层螺旋CT图像,并通过Mimics19.0、Geomagic wrap、Hypermesh14.0等软件建立三维有限元模型。在模型建立过程中,颅颌面骨及周围骨缝被画分为0.25-5mm大小单元,并视为连续、均值、各向同性的线弹性体。本实验根据“扩弓器位置、固位牙设计、微种植钉水平向间距”不同进行分组。根据微种植钉与腭中缝之间的距离,实验分为3mm组与6mm两大组;3mm组和6mm组又根据扩弓器所在的前后向位置（上颌第二前磨牙与第一磨牙间、上颌第一磨牙间、上颌第一磨牙与第二磨牙间）分为（3mm组）A、B、C和（6mm组）D、E、F共6个不同定位的扩弓器;每种定位的扩弓器根据固位牙设计方式分为3型,即固位牙为上颌第一前磨牙与第一磨牙（1型）、上颌第一前磨牙、第二前磨牙与第一磨牙（2型）、上颌第一磨牙（3型）。综上所述,实验可分成A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2、D3、E1、E2、E3、F1、F2、F3共18组模型。对不同的模型组的扩弓器两侧以相反方向同时加载0.25mm、4mm的水平向强制位移,观察其对于颅颌面骨周围组织的应力分布与位移趋势。结果（1）三维有限元模型建立:生成4827430个节点、2346562个单元的三维有限元模型,其中包含额骨、鼻骨、颧骨、上颌骨、蝶骨、颚骨、颞骨、枕骨共12块骨骼及其松质骨,腭中缝、颧颌缝、颧颞缝、颧额缝、鼻颌缝、鼻额缝、额颌缝、翼腭缝等共13条骨缝;上下牙列、牙周膜、1.5mm x 13mm微种植钉等,成功建立18组MARPE与颅颌面骨复合体的三维有限元模型;（2）扩弓对于颅颌面骨应力分布:所有实验组中,应力基本集中于颧骨、腭中缝的中后段,前段应力较低。而在额颌缝应力变化不大;（3）不同扩弓器位置应力分布情况:对于位于两侧颧骨间的B组模型,周围骨缝应力分布相对于其他组分布较均匀,双侧颧骨向后上旋转的趋势减小且位移相对较平行;（4）不同固位牙应力分布:在固位牙设计方式分组中,扩弓器1型与2型对于周围组织应力分布相似,除翼腭缝外基本大于扩弓器3型;（5）不同微种植钉水平向间距应力分布情况:根据应力云图结果,最大应力均出现于微种植钉周围,6mm组对于周围骨缝应力基本大于3mm组;3mm组对于腭中缝前部的应力大于6mm组,但在腭中缝后部则相反。结论（1）应用Mimics、Geomagic、Hypermesh、Solid Works等软件,建立具上颌骨周围骨缝、微种植钉辅助上颌快速扩弓装置的颅颌面骨复合体三维有限元模型,具高度生物相似性;同时首度结合扩弓器位置、固位牙设计、微种植钉水平向间距的变化分析其对于颅颌面骨生物力学效果,可为后续微种植钉辅助上颌快速扩弓的生物力学研究提供可靠的基础;（2）扩弓器位置与扩弓效果密切相关。扩弓器置于第一磨牙间可有效抵抗颧骨等阻力结构,实现相对平行的移动,对周围组织的影响最小,较第二前磨牙与第一磨牙间、第一磨牙与第二磨牙间更为合适,提示设置扩弓器时,应同时考虑周围组织结构;（3）固位牙设计影响力的传递。以第一前磨牙与第一磨牙作为固位牙,应根据需求决定增加第二前磨牙与否;单以第一磨牙作为固位牙,力的作用范围最小,但于扩弓器的腭向及其所在位置与其余两种设计作用相近,设计须同时结合扩弓器位置作考量,如扩弓器置于第一磨牙与第二磨牙间,即颧骨之后,则需增加前部的固位牙;（4）MARPE所产生的应力集中于微种植钉周围,微种植钉水平向间距增加,仅有助于腭中缝后部作用,对整体作用下降,不利于腭中缝的扩开;同时对周围组织影响增加,故微种植钉植入于腭中缝旁3mm效果优于6mm。