上顎の急速拡大における口蓋の深さ、修正アームの形状、およびアンカースクリューの影響：有限要素法による解析

Effects of palate depth, modified arm shape, and anchor screw on rapid maxillary expansion: a finite element analysis.

抄録

目的:

本研究では、有限要素（FE）解析を用いて、口蓋の深さ、アーム形状の修正、および口蓋中央部のアンカースクリュー設置が上顎急速拡大（RME）に及ぼす影響を検討した。

OBJECTIVES: This study examined the effects of palate depth, modifications of the arm shape, and anchor screw placement in the mid-palatal area on rapid maxillary expansion (RME) using finite element (FE) analysis.

材料と方法:

上顎（皮質骨および海綿骨）、上顎洞、上顎第一大臼歯および第一小臼歯、歯根膜、アーム、バンド、アンカースクリューを含むRME装置を含む3次元FEモデルを構築した。拡張スクリューは横方向に0.2mm作動させた。

MATERIALS AND METHODS: Three-dimensional FE models were constructed that included the maxilla (cortical and cancellous bone), maxillary sinus, maxillary first molar and first premolar, periodontal membrane, and an RME appliance with arms, bands, and anchor screws. The expansion screws were activated 0.2mm transversely.

結果:

口蓋高さの異なるモデルの中で、口蓋最深部のモデルは歯の側方変位と口蓋正中縫合の拡大が最も小さく、アームの歪みが最も大きかった。アームの直径が大きいモデルは、様々なアームの形状のモデルの中でアームのひずみが最も小さかった。アンカースクリューを使用したモデルは、すべてのモデルの中で歯の側方変位と口蓋中隔縫合の拡大が最も大きかった。

RESULTS: The deepest palate model had the smallest lateral displacement of the tooth and expansion of the mid-palatal suture and the greatest strain of the arm among the models with different palate heights. The model with a larger diameter arm had the smallest arm strain among the models with various arm shapes. The model with an anchor screw had the greatest lateral displacement of the tooth and expansion of the mid-palatal suture among all models.

結論:

口蓋が深い場合、アームのひずみは増加し、RMEの効果は減少した。大径アーム、対角ワイヤーで連結したアーム、ストレートアーム、短アームなどのアーム形状を変更することで、上顎歯列弓を効率的に拡大することができた。アンカースクリューは、RMEの効果を増大させ、より緊密な歯の体動を生じさせ、口蓋正中縫合部を平行に拡大させた。アームのないアンカースクリューを装着した模型は、アームを装着した模型に比べて歯の変位が減少したため、効果的なRMEを行うためにはアームが必要であることがわかった。

CONCLUSIONS: For a deeper palate, the arm strain increased and the effect of RME decreased. Modified arm shapes such as a larger diameter arm, arms connected by a diagonal wire, a straight arm, and a shorter arm efficiently expanded the maxillary dental arch. Anchor screws increased the effect of RME, generated more and closer bodily movement of the tooth, and parallel expansion of the mid-palatal suture. The model with an anchor screw without arms decreased the displacement of the teeth compared to the models with arms, so the arms are necessary for effective RME.