【摘要】： 目的:種植修復(fù)的成功除了要求其具有良好的生物相容性外,更要具備良好的生物力學(xué)相容性。種植體的表面螺紋結(jié)構(gòu)可提高種植體初始穩(wěn)定性、增大種植體表面積、改善骨界面的應(yīng)力分布,通過改變種植體的螺紋設(shè)計可以改變種植體的力學(xué)傳遞,影響骨界面的應(yīng)力分布,界面上應(yīng)力分布的合理與否直接影響骨整合的形成和保持以及種植義齒修復(fù)的遠(yuǎn)期成功率,因此表面螺紋設(shè)計在種植體生物力學(xué)優(yōu)化設(shè)計中占有非常重要的地位,成為目前國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點。本實驗通過三維有限元分析法,對不同螺紋形態(tài)的圓柱狀種植體骨界面進(jìn)行應(yīng)力分析,比較不同螺紋底部形態(tài),不同螺紋頂角和不同螺距的種植體骨界面應(yīng)力分布及應(yīng)力峰值變化,探討種植體螺紋底部形態(tài)、螺紋頂角和螺距對骨界面應(yīng)力分布的影響,為種植體的臨床設(shè)計與選擇提供生物力學(xué)的依據(jù)。 方法:根據(jù)CT掃描結(jié)果,在ANSYS 10.0中建立下頜骨三維有限元模型。設(shè)計七種直徑為4.0mm,長度為10.0 mm,螺紋高度為0.5 mm,螺紋形態(tài)不同的圓柱狀螺紋種植體: 建立各種植體的三維模型,然后分別建立不同螺紋形態(tài)的種植體—下頜骨三維模型,并對模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分。將下頜骨兩側(cè)髁突頂端節(jié)點所有自由度予以剛性約束,種植體、皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨均假設(shè)為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的線彈性材料,種植體與骨組織為100%骨整合。分別給予垂直(由牙合面垂直向下)加載160N,水平(由唇頰側(cè)向舌側(cè))加載20N,得出各組模型的應(yīng)力分布圖和各節(jié)點應(yīng)力值(本實驗的模型建立及計算是在清華大學(xué)航空航天學(xué)院工程力學(xué)研究室完成),觀察在垂直加載和水平加載時應(yīng)力分布和應(yīng)力集中情況;分別觀察比較相同螺距,相同螺紋頂角,不同螺紋底部形態(tài)種植體在水平加載和垂直加載時種植體骨界面Von Mises應(yīng)力峰值與最小值及水平加載時壓應(yīng)力、拉應(yīng)力峰值;相同螺距,相同螺紋底部形態(tài),不同螺紋頂角種植體在水平加載和垂直加載時種植體骨界面Von Mises應(yīng)力峰值與最小值及水平加載時壓應(yīng)力、拉應(yīng)力峰值;相同螺紋底部形態(tài),相同螺紋頂角,不同螺距種植體在水平加載和垂直加載時種植體骨界面Von Mises應(yīng)力峰值與最小值及水平加載時壓應(yīng)力、拉應(yīng)力峰值。 結(jié)果:1種植體骨界面應(yīng)力分布總的特征:柱狀螺紋種植體不同螺紋形態(tài)對種植體骨界面應(yīng)力值、應(yīng)力分布有影響;整體應(yīng)力集中區(qū)域均位于種植體的頸部及根尖部。 2螺紋的底部形態(tài)對種植體骨界面應(yīng)力分布的影響:頂角90°螺距1.5mm底部分別為凹面和平面的#1和#2模型相比:水平加載時,#1種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值及壓應(yīng)力、拉應(yīng)力峰值較#2分別減小12.22%、4.89%、15.35%、5.87%,在垂直加載時, #1種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值較#2分別減小6.56%、12.25%;頂角60°螺距1.5mm底部分別為凹面和平面的#3和#4模型相比:水平加載時,#3種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值及壓應(yīng)力、拉應(yīng)力峰值較#4分別減小11.02%、6.34%、10.32%、5.11%,在垂直加載時, #3種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值較#4分別減小6.76%、11.46%;頂角60°螺距1.0mm底部分別為凹面和平面的#5和#6模型相比:水平加載時,#5種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值及壓應(yīng)力、拉應(yīng)力峰值較#6分別減小8.22%、1.67%、5.83%、3.93%,在垂直加載時, #5種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值較#6分別減小1.66%、2.00%,應(yīng)力分布更加均勻合理。 3螺紋頂角對種植體骨界面應(yīng)力分布的影響:螺距1.5mm底部凹面頂角分別為90°和60°的#1和#3模型相比、螺距1.5mm底部平面頂角分別為90°和60°的#2和#4模型相比:水平加載時種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值、壓應(yīng)力、拉應(yīng)力峰值及垂直加載皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值差別均不明顯;螺距1.0mm底部凹面頂角分別為60°和30°的#5和#7模型相比:水平加載時,#5種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值及壓應(yīng)力、拉應(yīng)力峰值較#7分別減小7.25%、2.77%、16.97%、20.01%,垂直加載時,#5種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值較#7分別減小8.27%、1.11%,應(yīng)力分布趨于均勻。 4螺距對種植體骨界面應(yīng)力分布的影響:頂角60°底部凹面螺距分別為1.5mm、1.0mm的#3和#5模型相比:水平加載時種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值、壓應(yīng)力、拉應(yīng)力峰值及垂直加載皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值差別均不明顯;頂角60°底部平面螺距分別為1.5mm、1.0mm的#4和#6模型相比:水平加載時,#6種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值及壓應(yīng)力、拉應(yīng)力峰值較#4分別減小2.44%、2.90%、5.22%、2.18%,垂直加載時,#6種植體骨界面皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的Von Mises應(yīng)力峰值較#4分別減小4.28%、11.55%,應(yīng)力分布更均勻。 結(jié)論:1柱狀螺紋種植體不同螺紋形態(tài)對種植體骨界面應(yīng)力值、應(yīng)力分布有影響;整體應(yīng)力集中區(qū)域均位于種植體的頸部和根尖部。 2螺紋底部形態(tài)為凹面的種植體骨界面應(yīng)力小于底部形態(tài)為平面者,應(yīng)力分布趨于均勻。 3螺紋頂角90°和60°的種植體骨界面應(yīng)力差別不明顯;螺紋頂角60°的種植體骨界面應(yīng)力小于頂角30°者,應(yīng)力分布更均勻。 4螺紋底部形態(tài)為凹面的種植體,螺距1.0mm和1.5mm者應(yīng)力差別不明顯;螺紋底部形態(tài)為平面的種植體,螺距1.0mm者應(yīng)力小于螺距1.5mm者,應(yīng)力分布更均勻。
【學(xué)位授予單位】：河北醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：R783.6

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 金鼎;杜f

本文編號：2721423