研究目的采用三維有限元分析法對后牙種植單冠的不同修復(fù)方法在動態(tài)載荷作用下的應(yīng)力分布進(jìn)行分析。研究依照臨床治療方案所構(gòu)建的不同種植修復(fù)體模型在咀嚼周期中的應(yīng)力值及應(yīng)力分布規(guī)律,觀察?面開孔是否影響種植修復(fù)體應(yīng)力分布,從生物力學(xué)角度為臨床選擇后牙種植單冠的修復(fù)方法提供理論依據(jù)。研究方法1、建立下頌骨和種植牙冠的三維有限元模型選用一個牙列完整(除第三磨牙外)的健康成人頭顱骨標(biāo)本,CT斷層掃描標(biāo)本后以DICOM格式輸出保存,通過Mimics19.0醫(yī)學(xué)圖像軟件、Geomagic Studio 2012軟件和CATIAV5R19軟件構(gòu)建下頜骨(右側(cè)下頜第二前磨牙缺失)及種植義齒(種植體、基臺、全冠、粘接劑)的三維實(shí)體模型。實(shí)驗(yàn)分組:A組:傳統(tǒng)全鋯種植全冠;B組:?面開孔全鋯種植全冠。2、有限元模型應(yīng)力分析將各組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?dǎo)入有限元分析軟件ANSYS18.0中,進(jìn)行自動網(wǎng)格劃分,設(shè)定實(shí)驗(yàn)假設(shè)、邊界條件和參數(shù),以250N?力模擬咀嚼周期為0.875s的動態(tài)載荷加載于下頜第二前磨牙種植全冠的頰尖上:第IP階段0.000～0.130s:無接觸;第Ⅱ階段0.130～0.150s:方向垂直于?平面,位置加載于頰尖頂;第Ⅲ階段0.150～0.260s:方向由頰側(cè)斜向舌側(cè),與牙體長軸呈45°,加載于頰尖頰斜面;第IV階段0.260～0.300s:方向由舌側(cè)斜向頰側(cè),與牙體長軸呈45°,加載于頰尖舌斜面;第V階段0.300～0.875s:卸載階段無接觸。選擇每組全鋯全冠、粘接劑層、基臺、種植體及周圍骨組織的Von Mises應(yīng)力、最大主應(yīng)力作為分析指標(biāo)進(jìn)行有限元分析。結(jié)果1.在一個動態(tài)周期內(nèi),每組模型中全冠、粘接劑、基臺、種植體和周圍骨組織的最大Von Mises應(yīng)力值和最大主應(yīng)力峰值分布特點(diǎn)均為:從第二階段到第四階段應(yīng)力值逐漸增大,即垂直向加載頰舌向加載舌頰向加載,第四階段舌頰向加載末期達(dá)到動態(tài)載荷周期的最大值。2.B組全冠、粘接劑、基臺、種植體和周圍骨組織的Von Mises應(yīng)力峰值和最大主應(yīng)力峰值均分別大于A組。3.A組全冠的應(yīng)力集中區(qū)在加載部位以及頸緣部位,B組全冠的應(yīng)力集中區(qū)在加載部位、頸緣部位以及?面孔周圍部位。B組全冠的Von Mises應(yīng)力峰值達(dá)到128.75MPa,比A組增加100%,均位于加載部位。A組全冠的最大拉應(yīng)力位于舌側(cè)頸緣,應(yīng)力峰值為56.39 MPa,比B組全冠舌側(cè)頸緣最大拉應(yīng)力峰值小7%;B組全冠最大拉應(yīng)力位于?面孔,峰值達(dá)69.54MPa。A、B組全冠應(yīng)力峰值均小于氧化鋯材料的應(yīng)力極值(1200MPa)。4.A組粘接劑層應(yīng)力集中區(qū)位于頸緣處,B組粘接劑層應(yīng)力集中區(qū)位于頸緣和基臺上緣周圍。B組粘接劑層的Von Mises應(yīng)力峰值為83.94MPa,比A組增加40%,均位于頰側(cè)頸緣。兩組粘接劑層的最大拉應(yīng)力均位于舌側(cè)頸緣,B組應(yīng)力峰值為65.58 MPa,比A組增加13%。5.在本研究中,兩組模型的基臺、種植體及周圍骨組織的各階段應(yīng)力分布情況相似,應(yīng)力值無明顯差距。兩組種植體頸部與皮質(zhì)骨交界處是種植體及骨組織的應(yīng)力集中區(qū),B組Von Mises應(yīng)力峰值比A組增加6%,位于頰側(cè)頸部。兩組基臺和種植體連接處是基臺應(yīng)力集中區(qū),B組基臺Von Mises應(yīng)力峰值比A組增加5%,位于頰側(cè)頸部。結(jié)論1.在咀嚼周期中,斜向載荷比垂直載荷產(chǎn)生更大應(yīng)力且達(dá)到應(yīng)力峰值。動態(tài)載荷對種植修復(fù)體的應(yīng)力分布影響較大,其中對雅面開孔型種植修復(fù)體的應(yīng)力值影響更大,在使用過程中發(fā)生破壞風(fēng)險更高。因此,臨床上在進(jìn)行種植義齒修復(fù)時,可通過減小頰尖斜度、消除側(cè)方耠干擾等措施盡量減少種植義齒所受到的側(cè)向力。2.種植全冠?面開孔影響全冠的應(yīng)力分布,?面開孔型種植全冠的應(yīng)力值明顯增大。?面開孔型種植全冠抗折能力相對較弱,容易發(fā)生斷裂,生物力學(xué)失敗風(fēng)險比傳統(tǒng)粘接固位修復(fù)的高。牙冠的舌側(cè)頸緣部位及齡面孔周圍為拉應(yīng)力集中區(qū),容易發(fā)生折裂。因此在臨床應(yīng)用中,應(yīng)注意牙冠頸緣和?面孔的設(shè)計(jì)與制作,尤其注意咬合的設(shè)計(jì)和調(diào)改。3.種植全冠?面開孔影響粘接劑的應(yīng)力分布,?面開孔型種植全冠粘接劑的應(yīng)力值明顯增大。抬面開孔型種植全冠的粘接劑層的拉應(yīng)力集中區(qū)位于舌側(cè)頸緣和基臺上緣周圍,更容易發(fā)生應(yīng)力疲勞,增加牙冠脫落風(fēng)險。4.種植全冠胎面開孔對基臺、種植體及周圍骨組織應(yīng)力集中部位的變化規(guī)律及分布情況的影響無明顯差異。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R783.6
【部分圖文】：

的三維建模命令，基于參數(shù)化建模功能，先繪制類似種植體外形的圓柱體，利用??螺旋線功能，畫出種植體外螺紋。然后進(jìn)行對基臺和種植體的布爾運(yùn)算，從而構(gòu)??建出基臺和種植體的三維實(shí)體模型，如圖３所示。本研究種植體選用Ｓｔｒａｕｍａｎｎ??公司的（４．１?ｍｍｘｌＯ．Ｏｍｍ）標(biāo)準(zhǔn)頸骨組織水平純鈦種植體（０２１．４１１０?Ｓｔｒａｕｍａｎｎ??公司，瑞士）；基臺選用（Ｄ＝５ｍｍ，ＧＨ＝ｌｍｍ，Ｈ＝４ｍｍ）ＲＣ粘接純鈦基臺（０２２．４３２１??Ｓｔｒａｕｍａｎｎ?公司，瑞士）。??１?ｒ?Ｉ??Ｌ?Ｉ?Ｘ??圖３基臺和種植體實(shí)體模型??２．３修復(fù)體模型的建立??由北京瑞佳義齒加工中心提供右側(cè)下頜第二前磨牙的臨床種植修復(fù)體的標(biāo)??準(zhǔn)牙冠數(shù)據(jù)（ＳＴＬ格式文件）。牙冠是種植體支持全鋯全冠的理想形態(tài)，與種植??體基臺相適應(yīng)。Ａ組：傳統(tǒng)全鋯種植冠；Ｂ組：駘面開孔全鋯種植冠。將數(shù)據(jù)導(dǎo)??入ＣＡＴＩＡＶ５Ｒ１９軟件，對生成的全冠模型進(jìn)行修整和處理，牙全冠與基臺之間??預(yù)留的粘接劑層厚度為５０ｐｍ。最終構(gòu)建出兩組種植修復(fù)體實(shí)體模型，如圖５、??圖６所示。??１４??

種植體模型的建立??根據(jù)士卓曼公司種植體和基臺的實(shí)際尺寸和形態(tài)，利用ＣＡＴＩＡＶ５Ｒ１９維建模命令，基于參數(shù)化建模功能，先繪制類似種植體外形的圓柱體，線功能，畫出種植體外螺紋。然后進(jìn)行對基臺和種植體的布爾運(yùn)算，從基臺和種植體的三維實(shí)體模型，如圖３所示。本研究種植體選用Ｓｔｒａｕｍ的（４．１?ｍｍｘｌＯ．Ｏｍｍ）標(biāo)準(zhǔn)頸骨組織水平純鈦種植體（０２１．４１１０?Ｓｔｒａｕｍ，瑞士）；基臺選用（Ｄ＝５ｍｍ，ＧＨ＝ｌｍｍ，Ｈ＝４ｍｍ）ＲＣ粘接純鈦基臺（０２２．４ｕｍａｎｎ?公司，瑞士）。??１?ｒ?Ｉ??

圖４?Ａ組實(shí)體模型?圖５?Ｂ組實(shí)體模型??型的建立??ｙｓ分析軟件構(gòu)建的模型具有良好的幾何、生物力將實(shí)驗(yàn)各組模型組合后導(dǎo)入Ａｍｙｓ分析軟件中。四面體單元對各組模型進(jìn)行自動網(wǎng)格劃分。單元在關(guān)鍵部位劃分的數(shù)目越多，越逼真于所劃分的并不是劃分越細(xì)就越好，如果對非關(guān)鍵部位單元劃差積累越多，計(jì)算結(jié)果會遠(yuǎn)離理想結(jié)果。為提高，本實(shí)驗(yàn)綜合考慮對模型應(yīng)用細(xì)化網(wǎng)格的方法。和網(wǎng)格數(shù)如表１所示，模型如圖６、７所示。??表１不同模型的節(jié)點(diǎn)數(shù)和網(wǎng)格數(shù)下頌骨?種植體?基臺?粘接劑?Ａ牙冠
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本文編號：2843974