新型牙种植体周围骨内应力分布的三维有限元研究

摘要

种植义齿修复已成为口腔修复学的主要修复项目之一，通过植入骨内的种植体可以使修复体的各项功能得到更好的使用。垂直载荷是咀嚼力的主要成份，骨组织对压应力有较好的承受能力，因此种植体的支持骨组织应该有足够的承载面积。骨内种植体的体部形态从叶状发展到各种圆柱状种植体，其形态及其表面设计都尽量增加与支持骨组织的结合面积。在结合面积中承压面积是提高种植体支持力的主力军，特别是牙槽骨严重吸收、牙槽嵴较窄、牙槽高度严重不足、剩余牙槽骨量较少的病例，牙槽嵴内无法容纳直径较大、长度较长的种植体，在有限的尺度内设计出更大的承压面积，是提高种植体性能的重要途径。本课题通过比较相同尺寸的此类种植体与传统圆柱状种植体受载后支持骨内的应力分布，为种植体的设计和改进提供理论和实验依据。 本研究是新型牙种植体系列研究的组成部分。 本实验采用模型转化法，应用计算机建模技术，建立种植体的三维模型，根据此模型，在颌骨上“挖出”同种植体之植入部分一样大小的植入床，在计算机上将种植体模拟“植入”到颌骨之中，以达到二者间百分之百的吻合，如此即不存在信息的丢失，可确保分析的准确性。 定性分析比较研究中简化模型可以简化操作，是一种广泛应用的建模方法。本研究仅定性比较两种种植体受力后的应力特征，所以本实验的骨模型简化成埋有种植体的矩形骨块，只模拟一段下颌骨代替完整下颌骨，未模拟上部修复体，不会影响结果的比较。 本课题采用Pro/Engineer与ANSYS软件建立新型牙种植体骨和圆柱种植体骨三维有限元模型，通过改变松质骨的材料力学参数来获得不同类型骨松质的种植体—骨的三维有限元模型共计16个，在其上进行不同的加载，比较分析不同载荷不同骨松质类型下这两种种植体周围骨组织的应力分布。 结果：1类和3类骨质中，载荷下新种植体骨模型和圆柱状种植体骨模型骨内应力集中主要出现在种植体颈部周围的皮质骨内，松质骨应力较小，分布较均匀。 骨质条件相同情况下，相同载荷时新种植体颈部周围皮质骨内应力极大值均比圆柱状种植体的小，尤以垂直载荷和近远中斜向载荷时，圆柱状种植体周围骨内应力值的增幅较大。 随着骨质条件的降低、松质骨密度的下降，两种种植体颈部周围皮质骨内的应力极值明显增大，尤以垂直载荷的增幅最大，但新种植体的增幅小于圆柱状种植体。 结论：新型种植体由于其体部的形态，两侧圆盘状结构，大大增加了支持骨组织的承载面积，尤以垂直载荷和近远中斜向载荷时，骨内应力值远比圆柱种植体小。随着骨质条件的降低、松质骨密度的下降，新种植体骨内应力增加比率小于圆柱种植体，新种植体较圆柱状种植体更适合植入骨密度较低的牙槽骨中。对于牙槽骨严重吸收，剩余牙槽骨较少、牙槽嵴较窄的病例，可以考虑选用新种植体。

目录

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前言

实验一种植体骨三维有限元模型的建立

实验二不同载荷下种植体周围骨组织应力分析

全文总结

参考文献

综述牙种植体三维有限元模型的精确性及对分析结果的影响

个人简历

致谢