双侧下颌骨牵引成骨术不同牵引方向对颞下颌关节影响的三维有限元分析

目的:确定行双侧下颌骨牵引成骨术(MDO)时对颞下颌关节影响最小的牵引力方向。方法:(1)利用锥形束CT获取1例15岁男性健康志愿者的颌面部DICOM格式数据，采用Mimics 10.01、Geomagic studio 12.0、Workbench 16.2软件建立颞下颌关节三维有限元模型，并对模型的有效性进行验证。(2)在验证后的三维有限元模型上模拟进行MDO，荷载6种不同方向的牵引力：沿髁突中点至下颌颏点连线，平行于颌骨体部表面；沿髁突中点至下颌颏点连线，平行于矢状面；沿下颌体方向，平行于颌骨体部表面；沿下颌体方向且平行于矢状面；沿下颌升支方向且平行于颌骨表面；沿下颌升支方向且平行于矢状面。牵引力大小均设定为100 N。(3)测量不同方向牵引力对关节盘应力、截骨面位移、颞骨应力、髁突压力的影响。结果:(1)在关节盘最薄区域，关节盘上、下表面所受应力最小的牵引力方向为"沿下颌体方向，平行于颌骨体部表面"。(2)在相同大小牵引力作用下，各截骨面沿牵引方向位移差距不大，效果基本一致。(3)施以"沿下颌体方向，平行于颌骨体部表面"与"沿下颌体方向且平行于矢状面"2个方向的牵引力时，颞骨的应力(0.424 16、0.466 97 MPa)小于其他4种情况(0.643 87～0.981 17 MPa)，且这2种牵引力均为沿下颌体方向，力分解之后对髁突的压力(59.712、60.470 N)亦小于其他4种情况(80.098～99.769 N)。结论:采用DICOM数据建模法可以获得满意的颞下颌关节三维有限元模型。"沿下颌体方向，平行于颌骨体部表面"及"沿下颌体方向且平行于矢状面"方向的牵引力对颞下颌关节影响最小。在设计MDO牵引方向时，除要考虑手术对颌骨和上呼吸道形态的影响之外，还应权衡牵引力方向对颞下颌关节的影响，以保证行MDO时对颞下颌关节影响最小。