目的:通过构建相关三维的模型,利用有限元分析法比较不同植入角度的种植钉对种植钉辅助上颌快速扩弓在颅颌面结构的应力分布和横向位移方面产生的影响,以期为生物力学机制研究和临床治疗提供参考。方法:对1名20岁正常女性志愿者头部进行螺旋CT扫描取得图像数据,导入Mimics软件后建立颅上颌复合体三维模型。腭中缝和上颌骨周围骨缝的宽度均设置为1.5mm,牙周膜宽度设为0.2mm。上颌骨性扩弓器和种植钉的三维模型由SolidWorks软件构建,然后与颅上颌复合体三维模型(除去下颌骨)一起导入3-matic软件中进行网格划分。建立五个包含不同植入角度种植钉的三维有限元模型:与横向扩展力方向呈80°、85°、90°,与横向扩展力相反方向呈85°、80°。最后导入Abaqus软件进行有限元模拟,在扩弓器上加载强制0.5mm横向位移,比较牙齿、腭中缝的横向位移和种植钉表面、种植钉周围颌骨的应力分布。结果:在对颅上颌复合体的应力分布模式上,各组模型之间未见显著差异。与扩展力相反方向呈80°植入的种植钉在初期稳定性和腭中缝的横向扩开量上有优势,但它有轴向脱位的趋势;与扩展力方向呈90°植入的种植钉支抗牙发生颊倾最少;与扩展力相反方向呈80°植入的种植钉在冠状面上腭中缝后部区域可被更平行地扩开。结论:在种植钉辅助上颌快速扩弓中,种植钉的植入角度与种植钉表面以及种植钉周围腭骨的应力分布、腭中缝的横向扩开、支抗牙颊倾都密切相关,但它对颅上颌复合体整体的应力分布模式上无显著影响。基于本实验结果,与扩展力相反方向呈80°植入的种植钉在实现矫形效果上优于其他植入角度。在种植钉具有抵抗轴向脱位能力的前提下,临床医生可以考虑将与扩展力相反方向呈80°的植入角度作为垂直植入的替代方案。