不均質な三次元有限要素法モデルを用いた歯の移動時の応力解析

概要

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近年,歯科領域における応力解析を目的とした研究に三次元有限要素法が用いられることが多くなった,しかし過去の研究では,モデル作製から応力解析に至るまで数多くのソフトを使用するため,作業に時間がかかるとともにモデルが簡略化された結果,実際の生体における骨状態とは異なる均質構造モデルが作製された.そのため,正確なデータの採取が困難であった.そこで,本研究では総合的な分析が行える単一のソフトを用いて,CT撮影から得られたDICOMデータから,輪郭検出,材料特性の設定および応力解析までの作業の一部を自動処理化した.そして,材料特性の設定においてCT濃度値をヤング率に反映させることにより実際の骨状態に近い不均質モデル作製し,歯の移動を想定した応力解析において均質モデルと比較検討した.矯正力を負荷した歯は上下顎中切歯,上下顎第一小臼歯および上下顎第一大臼歯である.その結果,均質モデルでは応力が矯正力を加えた歯の歯頸部相当部位の歯面および皮質骨に限局的に集中した.これに対し,不均質モデルでは,応力集中はみられるものの,その応力分布は歯根面や歯槽骨,隣接歯の歯頸部皮質骨,さらに海綿骨を介在し近接する頬側の皮質骨に至るまでの広範囲におよんでいた.以上のことから,今回作製した不均質な三次元有限要素法モデルはより実際の生体に近い状態での分析を行うのに適していることが示唆された.
2007-03-25

著者

勝見友晴
大阪歯科大学大学院私学研究科歯科矯正学

不均質な三次元有限要素法モデルを用いた歯の移動時の応力解析

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