种植体颈部不同螺距动态负载的生物力学分析

摘要

目的利用三维有限元模型,分析种植体不同颈部螺纹加载动态力时种植体周围骨组织的Von-Mises应力分布情况,为种植体结构设计提供生物力学实验数据和理论参考依据。方法运用三维计算机辅助设计CAD软件,建立颈部螺距分别为0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm的圆柱状＂V＂形螺纹种植体模型,将其与CT扫描数据重建的下颌骨组织模型进行仿真结合。在即刻负载情况下,加载一个咀嚼周期0.875 s内的动态力,运用ANSYS Workbench有限元分析软件进行仿真分析,比较种植体和周围牙槽骨组织随种植体螺距改变而引起的Von-Mises应力变化。结果即刻负载情况下,模拟前磨牙一个咀嚼周期内垂直向加载（F1）时,种植体和骨皮质的Von-Mises应力峰值增幅分别为67.15%和74.02%,在螺距1.0 mm时应力最小为21.749 MPa;颊侧偏向舌侧（F2）加载时,种植体在螺距1.0 mm时应力最小为79.175 MPa;舌侧偏向颊侧（F3）加载,种植体在螺距0.8 mm时应力最小为78.612 MPa;当螺距P变化时颈部骨松质在0.8 mm、1.0 mm时应力相对较小。结论对于圆柱状＂V＂形螺纹种植体,颈部螺距选取0.8 mm、1.0 mm时,在模拟前磨牙一个咀嚼周期内力的即刻负载情况下,种植体-骨组织系统的综合力学性能较好。