【目的】建立颅面复合体的三维有限元模型,分析腭部骨支持式扩弓装置辅助上颌前方牵引时,前方牵引方向和腭部骨支持扩弓装置形态的不同对颅面复合体的位移趋势及颅面骨缝应力分布影响,为临床应用提供有效的理论依据。【方法】选取一名12岁上颌发育不足的骨性III类错牙合男性志愿者,经螺旋CT扫描获得原始数据,应用Mimics、Geomagic Studio、Unigraphics NX等逆向工程软件建立含3种(L1、L2、L3)腭部骨支持式扩弓装置辅助上颌前方牵引的三维有限元模型。应用Ansys workbench软件在腭部的螺旋扩弓器处设置打开0.25mm,模拟临床中的快速扩弓加力,同时在装置的两侧牵引钩处施加大小为500g作用力,方向分别与上颌牙合平面前下呈0°、15°、30°、45°。选取颅面复合体的三个标志点,分别为N点(鼻根点)、IOB点(眶下缘点)、A点(上牙槽座点),测定已选取的标志点三维方向的位移值及各骨缝的应力值,同时绘制表格、折线图以及颅面复合体的应力分布、位移云图,对结果进行分析、归纳、总结。【结果】建立了包含颅骨、上颌牙列、牙周膜、装置的3种腭部骨支持式扩弓装置辅助上颌前方牵引有限元模型,每个模型节点数约为1121300个,单元数约为630000个。相同的牵引角度时,L1、L2、L3三组的N点、IOB点、A点在三维方向的位移基本一致;随着牵引角度的增加,N点、IOB点、A点在Z向的位移值呈线性减小;随着牵引角度的增加,A点和N点在Y轴向的位移绝对值呈线性减小,IOB点在Y轴向的位移绝对值呈线性增大。L1、L2、L3三组中相同的牵引力对同一骨缝产生的应力值不同;同一牵引力在各骨缝产生的应力大小不同,随着牵引角度的增加各骨缝的应力变化也不相同。【结论】(1)腭部骨支持式扩弓装置辅助上颌前方牵引时,三种装置的形态对颅面复合体的位移趋势影响不大,均可使颅上颌复合体发生向前移位伴有逆时针旋转,但L2型对同一骨缝产生的应力相对较小,随着牵引角度的增加颅上颌复合体逆时针旋转减小。(2)临床在应用腭部骨支持式扩弓装置进行前方牵引时,对于反覆牙合较深且反覆盖较大的患者可以选择较小的牵引角度,相反,对于反覆牙合较浅且反覆盖较小的患者可以选择较大的牵引角度。