螺纹形态对即刻负载牙种植体初期稳定性的三维有限元研究

摘要

本文研究目的：拟建立螺纹型牙种植体即刻负载三维有限元模型，利用即刻负载有限元模型研究种植体不同螺纹截面类型、螺距大小、螺纹旋转角度，螺纹密度等因素对即刻负载牙种植体初期稳定性的影响，为临床即刻负载提供理论支撑，进一步指导即刻负载种植体的优化设计和临床工作。 研究方法：①利用CAD软件Pro/E绘出8种螺纹型牙种植体、局部骨块实体模型，其中6种采用自适应建模，采用Hypermesh软件进行单元划分，并导入ABAQUS有限元软件，建立种植体即刻负载的三维有限元模型，模型中骨界面和微动分别定义为摩擦接触和三维微动。②比较四种螺纹截面形态(v型，支撑型，矩形和反支撑型)对种植体初期稳定性的影响；③比较三种不同螺距(0.8mm、1.6mm、2.4mm)对种植体初期稳定性的影响；④比较螺纹密度相同而螺纹旋转角度的不同对种植体微动的影响；⑤比较螺纹旋转角度相同时，螺纹密度的变化对种植体微动的影响。 研究结果：①使用Pro/E软件建立8种不同螺纹形态牙种植体骨块实体模型，其中6种采用自适应方法由一种模型通过参数的改变而生成，螺纹角度、尺寸与设定相同。使用Hypermesh7.0软件对8个实体模型进行单元的划分，无变形单元。导入ABAQUS6.5软件，模型均未发生失真，即刻负载骨界面和微动定义为摩擦接触和三维相对位移。②对不同螺纹截面形态种植体来说，垂直加载时60°90°螺纹种植体微动最小(颈部综合为1.598μm，根部综合为1.154μm)，90°60°螺纹种植体微动最大(颈部综合为1.868μm，根部综合为1.456μm)，水平加载时90°60°螺纹种植体微动最小(颈部综合为13.380μm，根部综合为0.527μm)，60°90°螺纹种植体微动最大(颈部综合为13.962μm，根部综合为0.612μm)。③对不同螺距种植体来说，垂直和水平载荷时，0.8mm螺距种植体微动最小(垂直加载颈部综合为1.600μm，根部综合为1.199μm；水平加载颈部综合为13.756μm，根部综合为0.537μm)，2.4mm螺距种植体微动最大(垂直加载颈部综合为2.451μm，根部综合为2.019μm；水平加载颈部综合为14.457μm，根部综合为0.840μm)。④对相同螺纹密度，不同螺纹旋转角度的种植体来说，垂直和水平载荷时单螺纹种植体微动最小(垂直加载颈部综合为1.600μm，根部综合为1.199μm；水平加载颈部综合为13.756μm，根部综合为0.537μm)，三螺纹种植体微动最大(垂直加载颈部综合为1.994μm，根部综合为1.602μm；水平加载颈部综合为13.978μm，根部综合为0.654μm)。⑤对相同螺纹旋转角度，不同螺纹密度的种植体来说，垂直和水平载荷时，双螺纹种植体微动(垂直加载颈部综合为1.913μm，根部综合为1.495μm；水平加载颈部综合为13.920μm，根部综合为0.597μm)小于1.6mm螺距种植体(垂直加载颈部综合为2.412μm，根部综合为1.799μm；水平加载颈部综合为14.299μm，根部综合为0.635μm)，三螺纹微动(垂直加载颈部综合为1.994μm，根部综合为1.602μm；水平加载颈部综合为13.978μm，根部综合为0.654μm)小于2.4mm螺距种植体(垂直加载颈部综合为2.451μm，根部综合为2.019μm；水平加载颈部综合为14.457μm，根部综合为0.840μm)。 研究结论：①利用Pro/E软件建立不同螺纹形态牙种植体骨块实体模型的方法是可行的，其中采用自适应方法增加了建模的效率和灵活性，使用Hypermesh7.0软件避免了模型的失真，提高了单元划分的质量，模型中种植体骨界面和微动的定义能很好模拟即刻负载的特征。②螺纹形态牙种植体无论是垂直加载还是水平加载，都是以垂直相对位移最大，不同螺纹形态对垂直相对位移有影响，对颊舌相对位移影响不大。水平加载时，螺纹形态对颈部微动影响不大。③螺纹截面的形态和强度对垂直相对位移有影响，顶边和底边与种植体体部的角度越大，抵抗垂直向的能力越强，但强度差，因此在螺纹种植体设计时，要兼顾螺纹截面角度和强度。④螺纹的螺距对垂直相对位移有影响，随着螺距的增加，种植体对抗垂直向载荷的抵抗力减弱。⑤螺纹的旋转角度对垂直相对位移有影响，随着旋转角度的增加，种植体对抗垂直向载荷的抵抗力减弱。⑥螺纹的密度对垂直相对位移有影响，随着螺纹密度增加，对抗垂直向载荷的抵抗力增加。

目录

独创性声明及保护知识产权声明

缩略语表

前言

文献回顾

实验一 螺纹型牙种植体即刻负载有限元模型的建立

实验二 螺纹截面形态对种植体初期稳定性影响的有限元研究

实验三 螺距对种植体初期稳定性影响的有限元研究

实验四 单双三螺纹对种植体初期稳定性影响的有限元研究

全文小结

参考文献

附 录

个人简历和攻读学位期间发表论文情况

致谢