Abstract The objective of this study was to assess the biomechanical effects of different corticotomy designs used for orthodontic anterior retraction through finite element analysis. Materials and methods: A basic finite element model simulating retraction of anterior teeth was built reversely from CBCT films of an adult patient with protruded maxillary anterior teeth. Another thirteen FE models were created according to different corticotomy designs varied with site width and the extent of incision. The initial displacement, Von Mises stress and pressure stress of dento-alveolar structures was computerized and analyzed. Results: Corticotomy can increase the initial displacement of anterior segment including teeth and surrounding alveolar bone, change the distribution of Von Mises stress in cancellous bone and the pressure stress in periodontal ligament of anterior teeth. When the incision was near the periphery of apical, the anterior segment showed the greatest displacement, the cancellous bone at either sockets or incision region showed the maximum stress. Bilateral incision combined with palatal incision showed approximate initial displacement and stress distribution with circumscribing incision. While the incision width increased, the biomechanical effects of corticotomy amplified. Conclusions: Varied corticotomy designs can change the biomechanical effects on dento-alveolar structures. The incision near the periphery of apical and bilateral incision combined with palatal incision may be the optimized design used for retraction of anterior teeth.

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皮质切除术促进正畸前退的生物力学效应：3 维有限元分析

摘要 本研究的目的是通过有限元分析评估用于正畸前牵引的不同皮质切开设计的生物力学影响。材料和方法：从上颌前牙突出的成年患者的 CBCT 电影中反向建立模拟前牙后缩的基本有限元模型。另外 13 个 FE 模型是根据不同的皮质切除术设计创建的，这些设计因部位宽度和切口范围而异。对牙槽牙结构的初始位移、Von Mises 应力和压力应力进行计算机化和分析。结果：皮质切除术可以增加包括牙齿和周围牙槽骨在内的前段的初始位移，改变松质骨中Von Mises应力和前牙牙周膜压力应力的分布。当切口接近根尖周缘时，前段位移最大，窝或切口区松质骨应力最大。双侧切口结合腭切口显示出近似的初始位移和应力分布与外接切口。当切口宽度增加时，皮质切开术的生物力学效应被放大。结论：不同的皮质切开设计可以改变对牙槽骨结构的生物力学影响。靠近顶端和双侧切口边缘的切口结合腭切口可能是用于前牙后缩的优化设计。当切口接近根尖周缘时，前段位移最大，窝或切口区松质骨应力最大。双侧切口结合腭切口显示出近似的初始位移和应力分布与外接切口。当切口宽度增加时，皮质切开术的生物力学效应被放大。结论：不同的皮质切开设计可以改变对牙槽骨结构的生物力学影响。靠近顶端和双侧切口边缘的切口结合腭切口可能是用于前牙后缩的优化设计。当切口接近根尖周缘时，前段位移最大，窝或切口区松质骨应力最大。双侧切口结合腭切口显示出近似的初始位移和应力分布与外接切口。当切口宽度增加时，皮质切开术的生物力学效应被放大。结论：不同的皮质切开设计可以改变对牙槽骨结构的生物力学影响。靠近顶端和双侧切口边缘的切口结合腭切口可能是用于前牙后缩的优化设计。窝或切口部位的松质骨应力最大。双侧切口结合腭切口显示出近似的初始位移和应力分布与外接切口。当切口宽度增加时，皮质切开术的生物力学效应被放大。结论：不同的皮质切开设计可以改变对牙槽骨结构的生物力学影响。靠近顶端和双侧切口边缘的切口结合腭切口可能是用于前牙后缩的优化设计。窝或切口部位的松质骨应力最大。双侧切口结合腭切口显示出近似的初始位移和应力分布与外接切口。当切口宽度增加时，皮质切开术的生物力学效应被放大。结论：不同的皮质切开设计可以改变对牙槽骨结构的生物力学影响。靠近顶端和双侧切口边缘的切口结合腭切口可能是用于前牙后缩的优化设计。不同的皮质切开设计可以改变对牙槽骨结构的生物力学影响。靠近顶端和双侧切口边缘的切口结合腭切口可能是用于前牙后缩的优化设计。不同的皮质切开设计可以改变对牙槽骨结构的生物力学影响。靠近顶端和双侧切口边缘的切口结合腭切口可能是用于前牙后缩的优化设计。