动态载荷下角度基台种植体周围骨组织应力的三维有限元分析

摘要

目的：　　通过建立下颌第一磨牙不同角度基台种植体冠修复及骨支持组织的三维有限元模型，在动态载荷下考察牙种植体周围骨组织的应力、应变大小及其分布规律，为临床不同角度基台的种植修复提供生物力学参考依据。　　方法：　　应用锥形束CT扫描技术、Mimics、Geomagic、Solidworks和AnsysWorkbench软件建立右侧下颌第一磨牙不同角度(近远中向倾斜0°、10°、20°、30°、40°)基台种植体冠修复及骨支持组织的三维有限元模型，对其进行一个咀嚼周期的连续动态加载，观察种植体周围骨组织的应力、应变大小及其分布规律。　　结果：　　1.建立右侧下颌第一磨牙不同角度基台种植体冠修复及骨支持组织的三维有限元模型共9个：M0°、MM10°、MM20°、MM30°、MM40°、MD10°、MD20°、MD30°、MD40°。所建立的有限元模型网格划分精细，具有良好的几何相似性，可满足模拟动态加载的需要。　　2.动态加载下，M0°、MM10°、MM20°、MM30°、MM40°、MD10°、MD20°、MD30°、MD40°各模型骨组织应力峰值分别为36.546、37.032、44.865、49.851、55.205、42.351、47.359、54.362、61.238MPa，应力峰值均出现在种植体颈部周围皮质骨，应力值随倾斜角度的增加而增大。　　3.动态加载下，M0°、MM10°、MM20°、MM30°、MM40°、MD10°、MD20°、MD30°、MD40°各模型骨组织应变峰值分别为2744.5、2758.5、3440.7、3705.0、4213.4、3139.5、3462.2、4077.3、4548.6微应变，应变峰值均出现在种植体颈部周围皮质骨，应变值随倾斜角度的增加而增大。　　4.动态加载下，M0°、MM10°、MM20°、MM30°、MM40°、MD10°、MD20°、MD30°、MD40°各模型松质骨应力峰值分别为2.4295、2.9561、3.2689、3.0598、3.3489、2.9383、2.853、3.3397、3.7838MPa。应力集中区域在种植体颈部和底部骨组织。　　5.动态加载下，M0°、MM10°、MM20°、MM30°、MM40°、MD10°、MD20°、MD30°、MD40°各模型松质骨应变峰值分别为1800.9、2191.3、2414.8、2266.5、2866.5、2171.3、2104.7、2842.8、3237.8微应变。应变集中区域在种植体颈部和底部骨组织。　　结论：　　1.应用CBCT技术、Mimics、Geomagic、SolidWorks和AnsysWorkbench软件建立右侧下颌第一磨牙不同角度基台种植体冠修复及骨支持组织的三维有限元模型并对其进行动态力学分析的方法切实可行。　　2.动态载荷下，各模型的应力集中区域位于种植体颈部周围皮质骨内；应变集中区域位于种植体颈部及底部周围骨组织。　　3.受载时，角度基台种植体周围骨组织应力及应变随倾斜角度的增加而增大。　　4.单颗后牙种植，近远中方向倾斜角度不宜超过20°。

目录

声明

1 前言

1. 1 有限元法在口腔种植生物力学中的研究现状

1. 1. 1种植体外形

1. 1.2冠修复体

1. 1. 3种植体基台

1. 1. 4颌骨质量

1. 2 倾斜种植和角度基台的研究现状

1. 2. 1 角度基台种植体的临床回顾性研究

1. 2. 2 角度基台种植体的生物力学研究状况

1. 3 研究目的与意义

目的

意义

2 下颌第一磨牙不同角度基台种植冠修复及骨支持组织三维有限元模型的建立

2. 1 材料和方法

2. 1. 1 实验设备和软件环境

2. 1. 2 材料来源

2. 1. 3建模方法

2. 2 结果

2. 3 讨论

2. 3. 1 建模方法

2.3.2 模型的简化

2. 4结论

3 右侧下颌第一磨牙不同角度基台种植体周围骨组织应力的三维有限元分析

3. 1材料和方法

3. 1. 1材料的力学参数

3. 1. 2实验假设及边界约束

3. 1. 3 加载条件

3. 1. 4 分析方法

3. 2 结果

3. 2. 1 各模型各时刻种植体周围骨组织的最大应力、应变值

3. 2. 2 各模型种植体周围骨组织应力、应变的分布情况

3. 2. 3 不同角度模型骨组织应力、应变在各时刻的变化趋势

3. 3 讨论

3. 3. 1 材料性能假设

3. 3. 2 实验观察指标的选择

3. 3. 3 加载条件

3. 3. 4不同角度基台种植体周围骨组织的应力大小分析

3. 3. 5 不同角度基台种植体周围骨组织的应变大小分析

3. 3. 6 不同角度基台种植体周围骨组织的应力、应变分布分析

3. 3. 7 加载对应力大小及分布的影响

3. 4 结论

4 全文结论

参考文献

附图

在校期间发表过的文章

致谢