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下頜低平牙槽嵴總義齒不同厚度軟襯材料的應(yīng)力和能量緩沖作用分析

發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 16:08

【摘要】：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?建立無(wú)牙下頜骨及下頜低平牙槽嵴重襯不同厚度軟襯材料總義齒的三維有限元模型,分析不同厚度軟襯材料的能量緩沖作用和對(duì)總義齒及其支持組織應(yīng)力分布的影響。本實(shí)驗(yàn)首次同時(shí)以靜載荷和動(dòng)載荷來(lái)模擬口腔咀嚼活動(dòng),并從能量分析的角度,對(duì)不同厚度軟襯材料能量緩沖作用的大小給予相對(duì)定量分析,為臨床上牙槽嵴低平粘骨膜菲薄型患者的全口義齒修復(fù)重襯提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù),同時(shí)為口腔義齒生物力學(xué)分析方法提供了新角度。實(shí)驗(yàn)方法:應(yīng)用錐形束CT(cone beam computerized tomography,CBCT)掃描成年無(wú)牙下頜骨標(biāo)本,建立無(wú)牙下頜骨DICOM數(shù)據(jù)庫(kù),并運(yùn)用Materialise Mimics 17.0進(jìn)行模型的初步重建,通過(guò)軟件工具3-matic STL 10.6和Geomagic Studio 2013進(jìn)行三維模型的細(xì)化,最后利用軟件工具HperWorks 14.0和ABAQUS 6.1.4進(jìn)行有限元的建模仿真處理,得到下頜無(wú)牙下頜骨及不同厚度軟襯材料總義齒的三維有限元模型,其中包括薄齦型黏骨膜(1.5mm),上部義齒和基托(基托厚2.0mm)。根據(jù)不同厚度軟襯材料可將模型分為三組:A組:下頜總義齒基托組織面不加軟襯材料(0mm);B組:下頜總義齒基托組織面均勻加軟襯材料厚0.5mm;C組:下頜總義齒基托組織面均勻加軟襯材料厚1.0mm。分別垂直向加載200N靜態(tài)載荷和動(dòng)態(tài)沖擊載荷,模擬不同厚度軟襯材料的下頜總義齒正中咬合時(shí)義齒及其支持組織的應(yīng)力分布情況,并分析不同厚度軟襯材料的能量和應(yīng)力緩沖作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:本文以垂直方向加載靜態(tài)和動(dòng)態(tài)沖擊載荷,從能量傳遞率的角度來(lái)分析軟襯材料的能量緩沖作用和對(duì)義齒及其支持組織的應(yīng)力分布的影響,結(jié)果顯示能量分析是進(jìn)行口腔力學(xué)分析的一種有效方法,軟襯材料不同厚度對(duì)其能量傳遞率有明顯影響。力學(xué)加載測(cè)試結(jié)果顯示:靜態(tài)載荷下,低平牙槽嵴下頜總義齒重襯不同厚度的軟襯材料后,1)隨著軟襯材料厚度的增加,A、B、C三組軟襯的能量傳遞率分別是59.53%,49.10%,37.73%,即傳遞到牙槽嵴上的能量隨之減少,牙槽嵴負(fù)荷降低;2)A、B、C三組牙槽嵴、黏骨膜、義齒基托及軟襯材料所受應(yīng)力峰值均發(fā)生在磨牙后區(qū),且隨著軟襯材料增厚,三組應(yīng)力峰值均逐漸減小。動(dòng)態(tài)沖擊載荷下,重襯不同厚度的軟襯材料后,1)隨著軟襯材料厚度的增加,A、B、C三組黏骨膜厚度相同,則軟襯材料的能量傳遞率分別是44.8%,36.05%,27.70%,即傳遞到牙槽嵴上的能量隨之減少,牙槽嵴負(fù)荷降低;2)A、B、C三組牙槽嵴、黏骨膜、義齒基托及軟襯材料所受應(yīng)力峰值均發(fā)生在磨牙后區(qū),且隨著軟襯材料的增厚,三組應(yīng)力峰值均逐漸減小。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:1)靜載荷或者動(dòng)態(tài)載荷條件下,義齒基托及其支持組織的應(yīng)力分布和能量傳遞率變化趨勢(shì)相同,軟襯材料厚度改變對(duì)能量傳遞率有明顯影響。能量傳遞率隨軟襯材料厚度的增加而逐漸減小,即其能量緩沖能力逐漸增強(qiáng),相應(yīng)地牙槽嵴所受應(yīng)力峰值隨之減小;2)牙槽嵴低平患者下頜全口總義齒軟襯材料重襯后,能起到能量緩沖和應(yīng)力緩沖作用,使支持組織應(yīng)力分布均勻,牙槽嵴應(yīng)力峰值降低。
【圖文】：

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