β钛合金正畸种植体支抗生物力学性能三维有限元分析

摘要

种植体支抗以颌骨作为正畸力的直接承受部位，可以满足治疗过程中对支抗的需求，种植体支抗稳定性与种植体的生物力学相容性密切相关。我们新开发的低弹性模量β钛合金其弹性模量更加接近人骨组织的弹性模量，对其生物力学相容性的研究可以为种植体材料提供更多的选择。三维有限元法作为一种研究生物力学的有效手段也被广泛用于正畸支抗种植体相关方面的力学研究。
　　本课题旨在借助Pro/E和AnsysWorkbench等软件在机械工程优化领域的应用方法对低弹性模量β钛合金做为正畸种植体支抗进行骨界面应力分布三维有限元分析研究，并与常规钛种植体进行对比，同时由于患者颌骨结构的差异，针对不同情况选择不同尺寸的种植体，研究结果如下：
　　1.应用Pro/E的自适应装配功能和AnsysWorkbench与Pro/E软件的参数双向传递功能，建立了包含正畸种植体支抗下颌局部骨块三维有限元模型。与以往建模方法相比，本方法不仅增加了模型的扩展性，而且提高了建模的效率，为后期分析不同材料正畸种植体支抗的生物力学性能提供了技术平台。
　　2.运用三维有限元法在对两种弹性模量的种植体生物力学性能进行加载分析，结果表明：
　　（1）低弹性模量β钛合金具有与高弹性模量钛合金正畸种植体支抗目标函数表现出相似的变化趋势；
　　（2）随着直径的增加，两种材料钛合金种植体目标函数均呈减小趋势；
　　（3）低弹性模量β钛合金具有与高弹性模量钛合金正畸种植体支抗在皮质骨EQV应力峰值、松质骨EQV应力峰值和种植体位移峰值上表现出相似的变化趋势；
　　（4）长度在6.5-9.5mm范围内，随长度增加，应力分布更均匀，种植体更稳定。当直径不变，当长度小于6.5mm，或大于10mm时，应力分布均呈现上升趋势。
　　（5）低弹性模量β钛合金正畸种植体支抗目标函数绝对值大于高弹性模量钛合金正畸种植体支抗。
　　对于未来使用生物相容性好的低弹性模量β钛合金，还需进一步做离体实验和动物实验。

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缩略语表

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前言

文献回顾

1 种植体-支抗

2 三维有限元分析方法

3 医用钛及钛合金种植材料

正文

实验一 下颌骨及正畸种植体支抗三维有限元模型的建立

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 结论

实验二 直径变化对低弹与高弹正畸种植体支抗生物力学性能影响的三维有限元应力分析

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 结论

实验三 长度变化对低弹与高弹正畸种植体支抗生物力学性能影响的三维有限元应力分析

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 结论

小结

参考文献

临床病例报告

个人简历及研究成果

致谢