不同3D打印材料對牙槽骨缺損重建支架網(wǎng)生物力學(xué)影響的有限元分析
發(fā)布時間:2021-01-18 00:07
目的:初步對個性化的鎂合金、鈦合金、聚乳酸、聚醚醚酮、羥基磷灰石支架網(wǎng)進(jìn)行有限元仿真模擬,利用三維有限元分析兩種厚度不同材料的支架網(wǎng)在輔助口腔引導(dǎo)骨再生(GBR)力量加載過程中的應(yīng)力、應(yīng)變和位移分布,從生物力學(xué)角度為個性化支架網(wǎng)的設(shè)計(jì)提供參考。方法:提取上頜骨CBCT數(shù)據(jù),重建21-23骨缺損區(qū)三維模型,設(shè)計(jì)0.5mm和0.6mm兩種厚度的五種不同材料的支架網(wǎng)和固位釘?shù)娜S有限元模型,在即刻加載的條件下分析其應(yīng)力、應(yīng)變和位移分布。結(jié)果:五種材料的支架網(wǎng)和固位釘?shù)膽?yīng)力、應(yīng)變和位移均隨著厚度的增加而明顯減小。兩種厚度支架網(wǎng)下的固位釘?shù)淖畲髴?yīng)力均小于其屈服強(qiáng)度。0.5mm厚度時,鈦合金支架網(wǎng)的最大應(yīng)力小于其屈服強(qiáng)度,其余四種材料的最大應(yīng)力均大于其屈服強(qiáng)度。0.6mm厚度時,鈦合金、鎂合金和聚醚醚酮支架網(wǎng)的最大應(yīng)力小于其屈服強(qiáng)度,其余兩種材料的最大應(yīng)力仍然大于其屈服強(qiáng)度。0.5mm和0.6mm厚度的支架網(wǎng)的最大應(yīng)力為:鈦合金>鎂合金>聚醚醚酮>聚乳酸>羥基磷灰石,最大應(yīng)變和最大位移與之相反:鈦合金<鎂合金<聚醚醚酮<聚乳酸<羥基磷灰石。結(jié)論:0....
【文章來源】:重慶醫(yī)科大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:49 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
牙列部分缺失伴較大面積牙槽骨缺損的三維重建模型
重慶醫(yī)科大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文1.1.3 建立個性化支架網(wǎng)及固位釘模型使用 3-matic Research10.0 讀取上頜骨模型后重建缺損區(qū)的牙列,模擬種植體植入位點(diǎn),在 Geomagic Studio 中建立骨植入材料模型虛擬骨增量(圖 2),在Geomagic Studio 中建立骨植入材料模型虛擬骨增量,根據(jù)重建的上頜骨缺損模型在3-matic Research10.0 中分別設(shè)計(jì)了 0.5mm 和 0.6mm 厚度的六邊形支架網(wǎng)及固位釘,六邊形邊長為 1.25mm,固位釘直徑為 1.7mm,長度為 5mm(圖 3)。
圖 3 上頜骨、支架網(wǎng)和固位釘?shù)娜S有限元模型Figure 3 Three-dimensional finite element model of maxillary, scaffold mesh and retainingnail1.2 試驗(yàn)設(shè)定和相關(guān)參數(shù)設(shè)定附著于上頜骨的肌束為固定約束,不同材料的支架網(wǎng)通過固位釘固定于頜骨,固位釘與頜骨之間為連續(xù)、均勻的骨性接合[32]。將支架網(wǎng)、固位釘、骨植入材料和上頜骨的三維模型導(dǎo)入 ANSYS Workbench17.0。根據(jù)學(xué)者對我國居民咀嚼力的測定[33],本實(shí)驗(yàn)將 100N 的載荷加載于牙合面作有限元的力學(xué)分析。對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,單元數(shù)及節(jié)點(diǎn)數(shù)見表 1。實(shí)驗(yàn)中相關(guān)材料的彈性模量和泊松比見表 2。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Nd,Zn微量元素在Mg-Zn-Y-Nd血管合金支架中組織學(xué)特性和改性的變化[J]. 魯雪麗,姚新亮,李彥明. 中國組織工程研究. 2017(10)
[2]可降解鎂合金覆膜支架治療兔頸總動脈側(cè)壁型動脈瘤可行性研究[J]. 王武,程英升,李永東,李明華. 介入放射學(xué)雜志. 2016(02)
[3]AZ91D鎂合金種植體三維模型骨界面應(yīng)力有限元分析[J]. 李敏,吳鳳鳴,戴寧. 口腔醫(yī)學(xué)研究. 2010(04)
[4]動物體內(nèi)植入鎂合金的早期實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張廣道,黃晶晶,楊柯,張炳春,艾紅軍. 金屬學(xué)報(bào). 2007(11)
[5]單顆種植體支持單冠的不同牙尖斜度設(shè)計(jì)的三維有限元分析[J]. 朱保民,高平,梁星. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2005(03)
[6]醫(yī)用鎂合金的腐蝕行為與表面改性[J]. 李龍川,高家誠,王勇. 材料導(dǎo)報(bào). 2003(10)
本文編號:2983862
【文章來源】:重慶醫(yī)科大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:49 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
牙列部分缺失伴較大面積牙槽骨缺損的三維重建模型
重慶醫(yī)科大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文1.1.3 建立個性化支架網(wǎng)及固位釘模型使用 3-matic Research10.0 讀取上頜骨模型后重建缺損區(qū)的牙列,模擬種植體植入位點(diǎn),在 Geomagic Studio 中建立骨植入材料模型虛擬骨增量(圖 2),在Geomagic Studio 中建立骨植入材料模型虛擬骨增量,根據(jù)重建的上頜骨缺損模型在3-matic Research10.0 中分別設(shè)計(jì)了 0.5mm 和 0.6mm 厚度的六邊形支架網(wǎng)及固位釘,六邊形邊長為 1.25mm,固位釘直徑為 1.7mm,長度為 5mm(圖 3)。
圖 3 上頜骨、支架網(wǎng)和固位釘?shù)娜S有限元模型Figure 3 Three-dimensional finite element model of maxillary, scaffold mesh and retainingnail1.2 試驗(yàn)設(shè)定和相關(guān)參數(shù)設(shè)定附著于上頜骨的肌束為固定約束,不同材料的支架網(wǎng)通過固位釘固定于頜骨,固位釘與頜骨之間為連續(xù)、均勻的骨性接合[32]。將支架網(wǎng)、固位釘、骨植入材料和上頜骨的三維模型導(dǎo)入 ANSYS Workbench17.0。根據(jù)學(xué)者對我國居民咀嚼力的測定[33],本實(shí)驗(yàn)將 100N 的載荷加載于牙合面作有限元的力學(xué)分析。對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,單元數(shù)及節(jié)點(diǎn)數(shù)見表 1。實(shí)驗(yàn)中相關(guān)材料的彈性模量和泊松比見表 2。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Nd,Zn微量元素在Mg-Zn-Y-Nd血管合金支架中組織學(xué)特性和改性的變化[J]. 魯雪麗,姚新亮,李彥明. 中國組織工程研究. 2017(10)
[2]可降解鎂合金覆膜支架治療兔頸總動脈側(cè)壁型動脈瘤可行性研究[J]. 王武,程英升,李永東,李明華. 介入放射學(xué)雜志. 2016(02)
[3]AZ91D鎂合金種植體三維模型骨界面應(yīng)力有限元分析[J]. 李敏,吳鳳鳴,戴寧. 口腔醫(yī)學(xué)研究. 2010(04)
[4]動物體內(nèi)植入鎂合金的早期實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張廣道,黃晶晶,楊柯,張炳春,艾紅軍. 金屬學(xué)報(bào). 2007(11)
[5]單顆種植體支持單冠的不同牙尖斜度設(shè)計(jì)的三維有限元分析[J]. 朱保民,高平,梁星. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2005(03)
[6]醫(yī)用鎂合金的腐蝕行為與表面改性[J]. 李龍川,高家誠,王勇. 材料導(dǎo)報(bào). 2003(10)
本文編號:2983862
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