功能梯度牙种植体三维有限元力学分析与结构优化

摘要

背景:将生物活性陶瓷与钛进行整体的梯度设计,从而能最大程度地起到增强种植体早期骨结合与长期稳定的作用。目的:通过三维有限元方法分析功能梯度牙种植体生物力学特性。方法:建立功能梯度牙种植体及部分颌骨三维有限元模型。整个功能梯度牙种植体从头部到底部的弹性模量梯度变化分别设计为线性、指数函数、对数函数变化3种情况,以钛种植体为对照组。在Abaqus软件中进行三维有限元应力分析。结果与结论:与对照组相比,功能梯度牙种植体每一层面上及相应骨界面上的应力均有减小。从种植体头部到底部,种植体表面应力下降为3%～50%,骨界面上应力下降为10%～30%,均以指数函数变化组下降最为明显。提示功能梯度牙种植体的设计能减小种植体与骨界面之间的应力,尤以指数函数变化的设计方案更为明显。