【摘要】：牙齒是人體的重要組成部分,一旦缺失后無法自身修復(fù)和再生,會給人們的生活帶來極大的不便,嚴(yán)重影響人們的身體健康和美觀,因此牙齒修復(fù)無疑為缺牙患者帶來了福音。種植義齒修復(fù)具有固位穩(wěn)定、不損傷臨近牙齒等優(yōu)點,逐漸成為缺牙患者的首選方式。種植義齒修復(fù)手術(shù)主要在牙槽骨上進(jìn)行,鉆削溫度影響骨細(xì)胞的活性;鉆孔質(zhì)量決定了與種植體結(jié)合的穩(wěn)定性。因此研究鉆削過程中的鉆削溫度和鉆孔質(zhì)量,對于提高種植義齒修復(fù)的成功率有十分重要意義,同時也為臨床醫(yī)生操作提供了理論依據(jù)。本文依托山東省重點研發(fā)計劃,研究了牙槽骨鉆削過程中鉆削參數(shù)對鉆削溫度、鉆孔質(zhì)量的影響和切削液對鉆削溫度的影響,通過仿真與實驗相結(jié)合的方法分析了齒槽骨的鉆削機(jī)理和周圍組織的損傷機(jī)理,本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,通過有限元有限元分析軟件ABAQUS建立了齒槽骨鉆削的三維有限元模型,設(shè)計了齒槽骨鉆削實驗并驗證了有限元模型的有效性。對建模過程中的材料屬性、本構(gòu)模型的選擇、網(wǎng)格的劃分、失效準(zhǔn)則的選取和邊界條件等對建模精度有重要影響的參數(shù)進(jìn)行了選擇與定義。然后,以合作單位山東大學(xué)齊魯醫(yī)院的臨床鉆削參數(shù)為參考,設(shè)計了齒槽骨鉆削實驗并提出了通過擬合不同位置處溫度來測量鉆孔表面實際溫度的方法。將實驗結(jié)果與仿真結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)最大誤差不超過7%,從而驗證了有限元模型的有效性。其次,通過有限元模型分析了鉆削參數(shù)對溫度的影響,采用實驗的方法分析了冷卻方式和進(jìn)給進(jìn)給方式對最高溫度的影響。仿真結(jié)果表明,隨著進(jìn)給速度的增大導(dǎo)致切削厚度增大,前刀面受到的也壓力增大,其摩擦熱也增多,所以隨著進(jìn)給速度的增大鉆削過程中的最高溫度逐漸增大;隨著主軸轉(zhuǎn)速的增大鉆削過程中的最高溫度先減小后增大。依據(jù)溫度仿真結(jié)果建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型,并驗證了預(yù)測模型的有效性。研究了切削液、進(jìn)給方式等鉆削條件對鉆削溫度的影響規(guī)律,并對其作用機(jī)理進(jìn)行了理論分析與驗證。實驗發(fā)現(xiàn)增加切削液和分級進(jìn)給都可以有效地降低鉆削過程中的溫度。增加切削液可以使最高溫度下降25.73%,分級進(jìn)給可以使鉆削過程的最高溫度下降57.19%。最后,由于鉆孔的表面質(zhì)量對后續(xù)與種植體結(jié)合有重要影響,所以對鉆削留下鉆孔的表面質(zhì)量進(jìn)行了分析。通過對不同鉆削情況下的切屑進(jìn)行定性分析,總結(jié)出了切屑與鉆削溫度的基本規(guī)律。同時也分析了不同進(jìn)給方法和切削液對鉆孔表面形貌的影響。對不同鉆削參數(shù)下的鉆孔表面粗糙度進(jìn)行了測量,分析了轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度對表面粗糙度的影響規(guī)律,并依據(jù)實驗數(shù)據(jù)建立了鉆削參數(shù)與表面粗糙度的溫度預(yù)測模型,并驗證了預(yù)測模型的有效性。本文通過研究了鉆削過程中的鉆削溫度及鉆孔質(zhì)量,揭示了鉆削過程中的鉆削機(jī)理,并對鉆削參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,為臨床應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù),對指導(dǎo)臨床工作具有重要意義。
【圖文】：

邐彈性小易骨折逡逑＾邐在人體骨骼中骨主要分為皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨兩種［２３］，其結(jié)構(gòu)如圖１－２所示。因逡逑為兩者之間結(jié)構(gòu)、各成分含量和密度的不同，其熱力學(xué)特性與機(jī)械特性也不相同。逡逑其中，皮質(zhì)骨密度較大、結(jié)構(gòu)緊湊因而在鉆削過程中會產(chǎn)生大量的熱量，松質(zhì)骨逡逑因為含有骨小梁，整體結(jié)構(gòu)較為松散，在鉆削過程中其摩擦較小，因而產(chǎn)熱也較逡逑少。在種植牙過程中皮質(zhì)骨起主要的固定作用［２４］，由于其密度較大、組織結(jié)構(gòu)較逡逑密也是產(chǎn)熱的主要區(qū)域。逡逑松質(zhì)骨邐／ｉ？＃邐；＾了逡逑悐—一一一邋＿逡逑圖１－２牙槽骨組成逡逑１．２．１骨組織的力學(xué)特性逡逑？逡逑當(dāng)我們施加一個力在物體上時，，物體會因為受力而產(chǎn)生形變。根據(jù)材料屬性逡逑的不同，所產(chǎn)生的形變也不一樣［２６］。骨組織是一種典型的彈塑性材料，當(dāng)發(fā)生彈逡逑性變性后，撤去施加的力可以恢復(fù)到原始狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生塑形變形時，撤去施加的逡逑力

邐＾逡逑應(yīng)變逡逑圖１－３骨豁應(yīng)力應(yīng)變曲線逡逑１．２．２骨組織的熱學(xué)特性逡逑同人體其他細(xì)胞一樣，骨細(xì)胞也同樣較為脆弱，溫度會對細(xì)胞的活性產(chǎn)生較逡逑大的影響。當(dāng)溫度過高的時候，會破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞失活，造成組織損傷。逡逑骨細(xì)胞熱壞死的溫度時間曲線如圖１－４所示［２仇逡逑７５「逡逑７０邋．逡逑－６５邐細(xì)胞壞死逡逑？°邐區(qū)域逡逑？６°逡逑５１邋５５逡逑：＾＾７７７７７＾逡逑０邐１００邐２００邐３００邐４００邐５００逡逑時間（ｓ）逡逑圖１？４細(xì)胞活性隨溫度時間變化曲線逡逑４逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R783

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本文編號：2631891