圆柱状种植体螺纹的双目标稳健分析

摘要

目的:探讨圆柱状V形螺纹种植体螺纹参数变化对骨组织应力大小的影响,为临床设计和选择最佳的螺纹参数提供理论依据.方法:建立了包含圆柱状V形螺纹种植体的颌骨骨块三维有限元模型,设定螺纹齿高(H)范围为0.20-0.60mm,螺纹宽度(W)范围为0.10-0.40mm.在修复体正中分别进行垂直向100N和45°颊舌向5 0N的力学加载.观察H和W变化对颌骨平均主应力(EQV)峰值的影响,同时进行变量对颌骨的敏感度分析.结果:在垂直向加载中皮质骨和松质骨的EQV应力峰值增幅分别为4.3%和63.0%;在颊舌向加载中皮质骨和松质骨的增幅分别为19.3%和118.0%;在各种加载情况下,当变量H位于0.34mm-0.50mm之间,同时变量W位于0.18mm-0.30mm之间时,对颌骨的EQV应力峰值响应曲线的切线斜率位于-1和1之间;变量H比W对颌骨的EQV应力峰值的影响更明显.结论:松质骨的应力大小更易受到螺纹的影响;螺纹对侧向力加载时的力学传递影响更明显;给予生物力学方面的考虑,圆柱状螺纹种植体最佳的螺纹设计为螺纹高度介于0.34mm-0.50mm之间,螺纹宽度介于0.18mm-0.30mm之间;在圆柱状螺纹种植体设计中,相对于螺纹宽度而言应更重视螺纹高度的设计.