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全口义齿修复涉及到很多生物力学问题。戴用全口义齿咀嚼过程中产生的力的*质与力的传递和分布、支持组织的力学特*与义齿的结构、稳定、功能和支持组织的健康等有着密切的关系和重要意义。国内外不少学者应用实验应力分析法和理论应力分析法对全口义齿及其支持组织进行了应力分析，取得了不少成果。
一、口腔修复体应力分析的常用方法
对修复体受力分析的常用方法为工程力学上的两类方法，即实验应力分析法和理论应力分析法。两类应力分析法均为解决力学问题的重要手段，合理应用可起到相辅相成、互相验证与促进的作用。
(一)实验应力分析法
实验应力分析法是用实验手段对物件或模型进行应力、应变和位移的分析。目前在口腔修复方面应用较多的方法主要有电阻应变测试法(电测法)和光力学法(光测法)。
1．电阻应变测试法 通过贴于被测物件的电阻应变片，将物体内部的应力情况由电阻应变仪用数字表示出来。电阻应变片常用电阻合金丝做成栅状，牢固地贴在两张绝缘*能良好的薄纸片或塑料片之间而制成。测定时将电阻应变片粘贴于被测物体表面某一测点处。当被测物体受外力作用后，电阻应变片内的电阻值发生改变，由电阻应变仪将电阻值的变化量测量出来。
电测法的优点是精确度高，计量精度为10℃；电阻应变片构造简单，测试方便，不仅可用于模型实验，也可用于口内实测，并适于静态或动态测量。但电测法只能测定物体表面各点处的线形变。若想了解整个物体的应力变化时，需测很多点，工作量大。另外，电测法对局部应
力集中的应变峰值测量仍不够精确。
2.光力学法 是应用光学原理对物件或模型进行应力分析的实验方法。它包括光弹*法、全息光弹*法、全息干涉法、散斑法等。前两种方法主要是对物体内的应力、应变状态进行分析，故又称光测力学应力法。后两种方法主要是测量物体内的位移，又称光测力学位移法。
其中光弹*法最为常用。
光弹*法是将光学与弹*理论相结合，在光弹仪上进行应力分析和实验的方法。应用偏振光通过具有特殊光学*质的透明材料制成的实验模型，在模型上按需要加载后呈现各种应力条纹图，通过这种应力图像可观测和计算出物体内各点应力的方向和大小。制作模型的材料要求在承受载荷时由原先的光学各向同*体转变为各向异*体，这样偏振光通过时就发生双折射现象。常用的光弹*模型材料为618或6101环氧树脂等。
全息干涉法是利用全息照相，记录和再现物体光波的方法。记录和比较物体两个和多个状态产生的光波干涉，得到干涉条纹图案，可计算出物体的位移和变形。
光测法实验应力分析可获得构件或模型表面和内部各截面的应力分布状况，并可做定*、定量分析，具有直观*强和全场*等优点。但光测法实验准备工作程序多、工艺复杂。
(二)理论应力分析法
理论应力分析法是应用材料力学、弹*理论求得应力分布的理论解答。多采用有限元法、边界元法，有限元法目前应用较广泛。它们属于力学分析中的数值计算法。
有限元法是将所考虑的区域分割成有限大小的小区域，称为有限单元。这些单元仅在有限个节点上相连接。通过物理上的近似，把求解微分方程的问题变换成求解关于节点未知量的代数方程的问题，从而获得整个区域的*质。
边界元法只需将区域的边界分割成边界单元，使所考虑的维数降低一维，具有输入数据少、计算时间短等优点，特别适用于无限域问题和三维问题。有限元法和边界元法与电子计算机相结合，可在数字力学模型上进行各种加载和计算，不仅获得数据，还能由计算机自动绘出应力图，计算精度高，可解决一些实验应力法不能解决的复杂问题。
二、全口义齿生物力学研究
(一)全口义齿支持组织表面的应力分析
不少学者采用实验应力分析法和理论应力分析法，对全口义齿功能状态下支持组织表面的应力分布进行了研究。上颌全口义齿和下颌全口义齿因解剖形态不同，受力后的应力分布亦不同。
1．上颁全口义齿支持组织表面的应力分布 1991年张少锋等采用三维有限元法对上颌全口义齿支持组织的应力分布进行了研究。结果表明，上颌全口义齿在正中牙合垂直向抬力作用下，其各部分的位移均较小(<0.07mm)，可能是上颌骨组织具有一定的强度和刚度，且粘骨膜为粘弹*组织的缘故。上颌全口义齿所受的垂直向拾力，主要是以压应力传递到颌骨表面。最大压应力分布于牙槽嵴顶，特别是集中于前牙区及前磨牙区牙槽嵴顶。牙槽嵴的其余部分压力亦较大，即该处是承担主要抬力的部位。切牙乳头、腭皱襞处的压应力也较大，此处覆盖的粘骨膜较薄，易形成支点，出现压痛。临床修复中基托应在这些区做适当缓冲，而在牙槽嵴周围及腭后部，应力值较小，表明该处承担牙合力不大。这些区域粘膜覆盖的疏松结缔组织较丰富，活动度大，支持力差，但可形成后堤和粘膜封闭带，与义齿周边贴合，增强义齿固位。研究还表明，在牙合力作用下，上颌全口义齿基托后缘区出现背离粘膜组织的位移，有从该处脱位的趋势，表明制作后堤防止上颌总义齿脱位很有必要。与常规无牙颌生理功能分区比较，其主承托区、缓冲区和封闭区的分布与应力分析结果基本一致。临床采用的无牙颌生理功能分区符合生物力学原理，具有实用价值。黄琼等(1994)采用三维光弹应力分析法对全口义齿戴用后的应力情况进行研究后认为，在正中牙合位全口义齿承受垂直抬力时，牙槽嵴的应力最大值不是位于牙槽嵴顶，而是位于第一磨牙和第二双尖牙区的牙槽嵴顶两侧。
2．下颌全口义齿支持组织表面的应力分布 杨永丰、胡国瑜等(1992)用三维有限元法对下颌全口义齿的受力情况进行分析，认为下颌全口义齿的拾力主要以压应力传递到牙槽嵴上，最大压应力分布于后牙的牙槽嵴顶、颊侧区及前牙区的舌侧中线处。前牙区后侧受到明显的
压应力。下颌骨下缘在垂直牙合力作用下，出现弯曲变形和不明显的位移。其下缘向下最大位移为0.044mm，颏部位移为0.055mm。周小陆等(1997)用三维有限元法研究软衬材料对下颌全口义齿支持组织应力分布的影响，认为软衬前后应力均主要集中在前牙区舌斜面和后牙区颊、舌斜面上，牙槽嵴顶不是主要承力区。假设无粘膜无软衬时应力峰值很大，提示临床上软衬材料主要适应证是粘膜萎缩较薄的病人，用软衬材料后基托位移增大。何玉林等(1994)对下颌全口义齿支持组织进行三维有限元分析，认为全牙列正中加载，牙槽骨的绝大部分区域为压应力区，主要集中于两侧第一磨牙间的牙槽嵴顶部。前牙加载，压应力集中于前牙区靠唇侧牙槽嵴顶。一侧后牙加载，压应力集中分布在加载侧靠颊侧牙槽嵴顶部。
(二)全口义齿下骨组织吸收的应力分析
全口义齿下的骨吸收与过大的压应力有关，与排牙位置及受力部位、受力方向等亦有关。全口义齿支持组织表面应力分析表明最大压应力分布于牙槽嵴顶。Woeda等(1989)研究上颌全口义齿戴用后牙槽骨的吸收，发现牙槽骨的吸收是由牙槽骨顶和其唇侧开始的，并涉及腭部。吴风鸣等(1997)用有限元法研究上颌全口义齿下骨组织的吸收，认为全口义齿下的骨吸收与传导到骨组织上的压应力有关，压应力越大、越集中，吸收越多。其义齿下的骨吸收是一个不断缓慢吸收的过程。骨吸收的部位和程度与义齿人工牙负荷位置、载荷方向关系密切。载荷位置不同，则吸收发生部位、发展过程及吸收量均不相同。载荷在义齿人工牙咬殆面的颊侧，骨吸收开始于牙槽嵴颊侧，载荷在咬牙合面腭侧，则吸收开始于腭侧，近牙槽嵴顶。吸收趋势以载荷均匀作用于咬殆面时，吸收较均匀，吸收量最小。颊侧点负荷时则吸收量多而不均匀。其颊侧牙槽骨及牙槽嵴顶区域吸收较多，腭侧吸收少，呈鸟嘴状，这种吸收类型类似于临床研究结果。在义齿咬牙合面颊缘处的侧向负荷对牙槽嵴颊面产生较高应力造成骨吸收量最大。结果提示排牙时应将人工牙排在牙槽嵴顶上，并调节咬牙合平衡，尽量使抬力均匀分布，除应达到正中抬平衡外，还应重视侧方殆平衡，使侧向力尽可能小，降低牙尖斜度，减少侧向力对牙槽骨的不利影响。
朱希涛、周书敏等(1991)用光弹法对上颌总义齿六种不同排列的第一磨牙，在正中牙合位受力时骨组织应力分布情况进行了研究：人工牙排在牙槽嵴顶正中时，受力最均匀，无应力集中现象，对骨组织保健有利，总义齿基托受力均匀不易折断，义齿稳定*较好。当加大横殆曲线曲度，人工牙长轴与牙槽嵴顶中线向颊侧倾斜一定角度时，易产生水平分力，致骨组织受力不均匀。当倾斜角度为30°时，以腭穹窿与牙槽嵴交界处应力值最大，有应力集中产生，其最大剪应力值为排在牙槽嵴顶中部时的3—4倍。人工牙排列与牙槽嵴顶颊向有一定水平距离时，也对骨组织产生不均匀的应力。水平距离越大，应力值越大。排在牙槽嵴顶外0.5cm与排在牙槽嵴顶上相比较，在腭穹窿与牙槽嵴交界部位产生的应力值可增加2-3倍。若排在牙槽嵴顶外0.75cm或1cm时，该部位应力值可增加4倍。应力值较大或应力集中，可加速骨质吸收，致骨质吸收不均匀，造成基托组织面与粘膜不密合，影响义齿的平稳与固位或造成义齿基托腭侧易折断。因此，在解决上、下颌不匹配的排牙时，人工牙长轴颊向倾斜角度不宜超过30°，水平距离不宜超过0.5cm。
何玉林等(1994)分析下颌全口义齿支持组织应力分布，指出较大的压应力主要集中于前牙区和前磨牙区的牙槽嵴，这种较为集中的压迫作用可加重牙槽嵴的吸收。此时应采取必要的措施，如义齿基托充分伸展等，以减轻或分散牙槽骨所承受的压力。在一侧后牙或前牙加载时，应力主要集中于加载部位的牙槽骨。全牙列舌侧加载时，牙槽骨应力水平较全牙列正中加载和全牙列颊侧加载时小。设计制作全口义齿时，为减小应力集中，人工牙应在不影响舌等软组织活动情况下，随牙槽骨吸收程度靠舌侧排列，并尽量达到平衡咬牙合。
(三)全口义齿基托折裂的应力分析
临床常见全口义齿基托折裂。上颌全口义齿折裂多于下颌全口义齿，主要表现为义齿基托正中部位纵折。
上颌全口义齿基托纵折的应力分析 不少学者通过有限元法、光弹法、全息干涉法、电测法等进行了上颌总义齿基托纵折方面的应力分析，研究了基托纵折原因和预防措施，认为上颌主子齿基托纵折与应力集中，尤其是拉应力、剪应力过大有关，与功能状态下基托反复弯，曲变形有关，还与上唇系带区的“V”形缺口的裂纹扩展、义齿基托制作不良、人工牙排列位置等因素有关。Matthews(1956)用光弹法、电测法研究了上颌全口义齿的应力情况，发现基托前聘区的拉应力最大。Johnson等(1965)用实验应力分析法研究上颌全口义齿的基托折裂情况，实验结果认为折断线位于义齿基托的中线部位，与临床常见的上颌全口义齿基托折裂部位一致。周敬行等(1988)对上颌全口义齿基托断裂原因的三维有限元分析显示，在正中抬全牙列垂直加载，拉应力集中于基托中线附近，主要在前牙区及前腭部，剪应力对称于中线两侧，它们的共同破坏作用促使义齿基托断裂。结果显示基托前部出现明显的向前、向外、向上的变形、位移。992年李国珍等用电测法、光弹法进行静态、动态载荷下上颌全口义齿基托纵裂原因应力分析。结果指出，硬腭区前部为高应力区，当该区基托过薄，有划痕或唇系带形状不良时可导致上颌总义齿基托折裂。在基托中线区频繁的交变振动波会使材料逐渐处于疲劳状态，此时基托表面的任何微小损伤均可造成基托断裂。在同样载荷条件下，不同唇系带切迹形状可造成不同的应力集中现象。
其中以底部尖锐的“V”形切迹为最大，底部圆钝的“U’’形切迹最小。临床上如对唇系带区处理不当或由于加工不良而在该区留有划痕，微裂时，应力集中可造成义齿从系带基底部裂开。义齿制作不符合工艺要求，降低了基托材料的强度也是基托纵裂的原因。一般基托材料的拉伸强度为48-62MPa，压缩强度为76MPa，而在882．6N的静载荷下基托的最大产应力约为1．7MPa，动载荷时为0.9MPa，在一般口腔功能条件下义齿不应发生断裂。但由于制作时破坏了材料的连续*、均匀*，如基托中含气泡、各处密度不一等，则基托有局部应力集中，则可降低材料的强度。周书敏等(1991)对人工牙排列位置的应力分析表明，人工牙长轴颊向倾斜过大或排在牙槽嵴顶颊侧较多，对骨组织产生不均匀的应力，在腭穹窿与牙槽嵴交界处应力集中，使义齿基托腭侧易折断。