建立完整的、较精确的包括颅面部所有22块骨骼、牙齿、颞下颌关节在内的人颅面复合体三维有限元模型，是制约颅面部生物力学研究发展的难题。安氏Ⅲ类错(牙合)是口腔临床常见病，治疗伴有上颌发育不足的安氏Ⅲ类错(牙合)最有效的方法之一是前方牵引。目前从生物力学角度对其进行较为细致和全面的研究少有报道。本研究从建立颅面复合体有限元模型的精度和速度出发，分析比较了不同建模方法的优缺点，建立了较理想的颅面复合体三维几何模型和三维有限元模型。同时在自主建立的颅面复合体三维有限元模型基础上，探讨了不同大小和方向的前牵引力对整个颅面复合体的应力、应变和位移变化规律，以期达到为临床力系统选择提供科学依据的目的。本研究分两部分：第一部分建模方法的探讨目的：探讨利用螺旋CT原始DICOM数据，建立颅面复合体三维有限元模型的方法；建立具有良好生物力学特性的颅面复合体三维有限元模型。方法：1．采用薄层螺旋CT扫描获取颅面复合体二维图像原始DICOM数据。2．分别利用自编程序、ANSYS和Solidworks软件组合；Mimics和HyperMesh软件组合；Mimics和MSC．Marc软件组合三种建模方法，直接在原始数据基础上，建立颅面复合体三维有限元模型，分析比较不同建模方法的优缺点。结果：1．获得精确细致的颅面复合体三维几何模型。2．建立了同一安氏Ⅲ类错(牙合)患者不同的颅面复合体三维有限元模型，网格划分准确合理；与重建生物模型的形态相似性好；模型适用性强；力学特性体现准确性高。结论：1．应用螺旋CT断层扫描原始DICOM数据、自编程序、ANSYS和Solidworks软件相结合的方法，建立颅面复合体三维几何模型是目前精度最高的方法之一，但现阶段整体用于三维有限元分析较难实现，只能分段进行研究。2．利用原始DICOM数据，Mimics和HyperMesh软件组合建立颅面复合体三维有限元模型是目前最快捷的方法，开发前景广阔。3．利用原始DICOM数据，Mimics和MSC．Marc软件组合，建立了包含骨缝的颅面复合体三维有限元模型，为前牵引上颌生物力学研究提供可靠、便捷的模型基础。第二部分上颌前牵引的三维有限元研究目的：探讨不同大小和方向的前牵引力对整个颅面复合体的应力、应变和位移变化规律，以达到为临床力系统的选择提供科学依据的目的。方法：在实验四建立的有限元模型基础上，利用MSC．Marc软件模拟上颌前牵引的边界条件，分析比较了不同大小和方向前牵引力对颅面复合体的影响，计算320种工况下模型每个节点应力、应变和位移的数据。比较分析并绘制各种折线图、应力、应变及位移分布云图等。结果：1．前牵引上颌角度较小时，整个上颌骨应力分布较均匀；而当前下与功能(牙合)平面角度大于40°后，在上颌易造成应力集中区。2．在有效范围内，选择较大的角度有利于上颌骨的前移。3．牵引力为400g/侧，牵引方向为前下20°-25°之间，腭平面近似平动不旋转。4．施力方向在前下0°到40°，上颌腭部整体有压缩变窄的现象，以腭前部最为显著。随角度增大这种缩窄的变化趋势逐渐减弱。5．相同方向不同力值的牵引力在不同大小区间，其效应的变化规律不同。6．以额、颏为抗基前牵引上颌，下颌骨整体向下向后旋转，其拉、压应力并存，髁突颈部受力最大。结论：1．前牵引上颌力的方向应在向前下与功能(牙合)平面成10°-30°的范围内，在此范围内选择较大的角度有利于上颌骨的前移。2．当牵引力角度增大时，牵引力力值的选择要慎重，角度大于40°时，避免选择超过800g/侧的前牵引力。3．牵引力为400g/侧，牵引方向在前下20°-25°之间，上颌骨近似平移。4．前牵引上颌对腭中缝产生压力，上腭有压缩变窄的趋势，但不足以证明其效应必须联合扩弓治疗。5．以额、颏为抗基前牵引上颌，下颌将发生顺时针旋转，下颌生长方向有发生改变的趋势，下颌主要受到抑制增长因素的作用。