4種類のアーチ間ゴムによる顎関節の応力分布--3次元有限要素モデルによる解析

[The stress distribution of the temporomandibular joint under four types of inter-arch elastics--a three dimentional finite element model analysis].

抄録

目的:

顎関節の応力分布と変位に及ぼす4種類のアーチ間ゴム（クラスII長弾性、クラスII短弾性、クラスIII長弾性、クラスIII短弾性）の影響を解析する。

OBJECTIVE: To analyze the influence of four types (class II long elastic, class II short elastic, class III long elastic, class III short elastic) of inter-arch elastics on the stress distribution and displacement of temporomandibular joint (TMJ).

方法:

顎関節、上顎骨、下顎骨および歯列を有する左頭蓋顔面骨の3次元要素モデルを、CT画像、Mimics、Ansysソフトウェアにより構築した。また、4種類の弾性体が模型に与える影響について、臨床を想定したシミュレーションを行った。

METHODS: To reconstruct a three-dimensional element model of left craniofacial bones with TMJ, maxilla, mandible and dentition with MBT straight wire appliance by CT images, Mimics, Ansys software. The influence of four types elastic on the model was analyzed by simulating the clinical conditions.

結果:

4種類の弾性体による顎関節の応力分布と変位を取得した．条件1と条件2の応力分布則は類似しており、圧縮応力は顆頭前面を中心とし、伸張応力は顆頭後面を中心とした。条件3と条件4の応力分布則も同様で、顆の前面が最も伸張応力、後面が最も圧縮応力であった。条件1と2の顆の変位は全体的に前下方で時計回りに回転しており、条件3と4の顆の変位は全体的に後上方で反時計回りに回転していた。

RESULTS: The stress distribution and displacement of TMJ under four types of elastics have been acquired. The stress distributed rule of condition 1 and 2 was similar, compression stress centred on the frontal surface of the condyle, while stretching stress centred on the posterior surface. The stress distributed rule of condition 3 and 4 was similar too, the frontal surface of the condyle was most stretching stress, while posterior surface was most compression stress. The displacement of the condyle of condition 1 and 2 was overall forward and downward with a clockwise rotation, the displacement of the condyle of condition 3 and 4 was overall backward and upward with a anticlockwise rotation.

結論:

II級長弾性と短弾性、III級長弾性と短弾性では、応力分布則はほぼ同じであり、短弾性下の強度は同じ強度値でなだらかであった。全体的な変位は、II級弾性下では下方および前方で、顆は時計回りに回転した。クラスIIIでは、全体的に上方、後方に変位し、顆部は反時計回りに回転した。

CONCLUSION: Class II long elastic and short elastic, class III long elastic and short elastic, the stress distributed rule was similar, the strength under short elastics was gentle under the same strength value. Overall displacement was downward and forward under class II elastics, the condyloid made a clockwise rotation. Overall displacement was upward and backward under class III elastics, the condyloid made a counterclockwise rotation.