摘要：优化设计：是一种将计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程(CAE)技术相结合的迭代式设计方法。在该项研究中，通过参数化建模定义设计变量，利用软件对模型进行力学加载与求解，评估当前设计是否满足预设条件，若未达标，则通过反馈修正设计变量并重新迭代。该技术突破了传

文题释义：

优化设计：是一种将计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程(CAE)技术相结合的迭代式设计方法。在该项研究中，通过参数化建模定义设计变量，利用软件对模型进行力学加载与求解，评估当前设计是否满足预设条件，若未达标，则通过反馈修正设计变量并重新迭代。该技术突破了传统试错法的局限，能够高效探索复杂生物力学系统的优化路径。

有限元分析：是一种基于数值计算的工程模拟方法，通过将复杂结构离散化为有限数量的小单元，模拟实际工况下的应力、应变及位移分布。在口腔医学中，有限元分析被用于评估矫治器施加的力学效应，例如通过建立替牙期腭裂患者的上颌骨、牙列及矫治器三维模型，分析不同扩弓方案对牙齿和牙周膜的生物力学响应。

背景：无托槽隐形矫治技术在腭裂患者中应用的优势逐渐受到关注，但目前对牙控制效果及替牙期腭裂患者无托槽隐形矫治器扩弓效应的研究较少。

目的：通过三维有限元分析评价使用无托槽隐形矫治器在替牙期单侧唇腭裂修复中扩弓效果以及对牙齿位移模式、控根效率的影响，并通过优化设计减小牙齿颊侧倾斜及提高矫治器扩弓效果。

方法：选取1名10岁男性单侧完全腭裂患者的CT扫描数据，建立替牙期单侧完全腭裂患者无托槽隐形矫治器上颌扩弓的有限元模型，将该模型导入有限元解算器ANSYS workbench 软件中分析4组工况下扩弓后第一前磨牙、第一磨牙位移以及牙周膜应力分布。工况1：仅模拟无托槽隐形矫治器扩弓；工况2：模拟无托槽隐形矫治器扩弓，并添加第一磨牙、第一前磨牙1°根颊向转矩；工况3：在工况2基础上利用计算机CAD与CAE联合优化设计添加第一前磨牙、第一磨牙压力点；工况4：在工况2基础上通过优化设计添加第一前磨牙、第一磨牙一对压力点组。

结果与结论：牙列总位移4组均颊向略偏远中移动，第一前磨牙、第一磨牙牙根位移工况4最大，位移差值工况4最小，牙周膜应力工况4最小。说明无托槽隐形矫治扩弓经优化后可以有效减小第一前磨牙、第一磨牙颊向倾斜移动，提高整体移动效果，并且优化后牙周膜内部应力实现了更为均衡、有序的分布状态，减少了局部应力过度集中的状况。

https://orcid.org/0009-0005-5338-2350(于淼)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

关键词: 无托槽隐形矫治器, 扩弓, 替牙期, 腭裂, 牙齿, 有限元分析, 优化设计

来源：中国组织工程研究杂志