載荷骨量影響微型種植體-骨界面應力分布的三維有限元分析.pdf

1、目的:
　　 錯(牙合)畸形是兒童在生長發(fā)育過程中,由于先天或后天因素造成的牙齒、頜骨、顱面的畸形。隨著現(xiàn)代人對健康及美觀的需求日益提高,要求正畸的患者越來越多。支抗的良好控制是正畸治療成功的關鍵。支抗是指抵抗矯正牙所需的反作用力的結構,傳統(tǒng)支抗存在美觀、舒適等方面的不足,往往造成支抗喪失,達不到預期的治療效果。近年來產生的微型種植體支抗,其體積小、易于植入和去除、可以提供穩(wěn)定的骨性支抗、能夠即刻加載等,臨床應用日益增多。但支抗

2、種植體脫落情況時有發(fā)生,研究報道其成功率為70-91％。支抗種植體受力情況明顯不同于修復種植體。影響支抗種植體穩(wěn)定性的因素有很多,其中種植體的手術方式、植入位置、植入角度、以及載荷方向等是其主要的影響因素。
　　 隨著種植體材料學不斷發(fā)展,研究表明種植體-骨的力學相容性是影響種植體穩(wěn)定的主要因素。種植體植入后頸部骨質是承受載荷的主要部分,過量載荷容易造成應力集中,影響種植體-骨的愈合。承受載荷的骨量越多,應力越均勻,越有利于種植

3、體的穩(wěn)定。承受載荷的骨量隨著種植體植入位置和載荷方向的變化明顯不同。而載荷骨量對微型種植體穩(wěn)定性影響的相關文獻還很少。本實驗應用三維有限元方法,通過建立距離牙槽嵴頂不同距離的微型種植體-下頜骨三維有限元模型,探討微型種植體載荷骨量與載荷方向間的關系,并分析不同情況時周圍骨組織內的應力分布特點,為微型種植體的合理應用提供理論依據。
　　 方法:
　　 1建立下頜骨的三維有限元簡化模型
　　 對一年輕成年志愿者進行頜

4、骨CT掃描,對下頜骨進行三維重建,CT掃描結果以DICOM形式存儲。在Pro/E中將下頜第二前磨牙與第一磨牙牙根之間的橫斷面表面部分設置為皮質骨,內部為松質骨,皮質骨的厚度為1.65mm,根據實際的尺寸,將斷面簡化成六邊形。六邊形斷面尺寸:上表面寬10.89mm,中間寬18.2mm,下面寬11.94mm,高39mm。將其導入ANSYS軟件中,將此斷面沿著下頜骨橫斷面拉伸成體,構成下頜骨的三維有限元模型。
　　 2建立微型種植體的

5、三維有限元模型
　　 設定微型種植體形態(tài)為:純鈦,圓柱狀螺紋種植體,螺紋體頭部直徑1.6mm,尾部直徑1.5mm,中間呈線性變化,螺紋部分長度為8mm,螺距0.6mm,螺紋牙高0.3mm,螺紋頂角角度為60°,基臺高2mm。在ANSYS12.0軟件中建立微型種植體的三維有限元模型。
　　 3建立微型種植體-下頜骨模型
　　 3.1微型種植體植入位置:模擬下頜第二前磨牙與第一磨牙牙根之間的位置,在距離牙槽嵴頂(AR

6、C)距離分別為3mm,3.5mm,4mm和4.5mm處植入種植體。
　　 3.2微型種植體植入角度:(牙合)向45°植入(種植體向(牙合)平面方向傾斜45°,與骨表面成45°植入。)
　　 3.3微型種植體不同植入位置模型:
　　 模型1:微型種植體距離牙槽嵴項3.0mm(ARC-3.0mm)
　　 模型2:微型種植體距離牙槽嵴頂3.5mm(ARC-3.5mm)
　　 模型3:微型種植體距離牙槽嵴

7、頂4.0mm(ARC-4.0mm)
　　 模型4:微型種植體距離牙槽嵴頂4.5mm(ARC-4.5mm)
　　 3.4載荷方向:
　　 前上45°載荷:通過載荷點做一與(牙合)平面平行的直線,通過此直線做一與地平面垂直的平面,在此平面上給以向前上45°方向的載荷。
　　 豎直向上載荷:通過載荷點做一與(牙合)平面平行的直線,通過此直線做一與地平面垂直的平面,在此平面上給以垂直于地平面向上方向的載荷。

8、>　　 4計算各模型在不同載荷條件下的種植體周圍骨界面的應力值。
　　 結果:
　　 1成功建立了4個微型種植體-下頜骨的三維有限元模型,具有良好的幾何相似性和生物力學相似性。
　　 2不同載荷條件下應力集中部位均出現(xiàn)在微型種植體的頸部骨界面內。
　　 3載荷骨量對種植體.骨界面的應力分布有明顯影響:隨著微型種植體距離牙槽嵴頂距離的增加,載荷骨量增加,應力逐漸均勻分布。
　　 4微型種植體距離牙

9、槽嵴頂距離相同時,前上45°載荷的種植體-骨界面應力峰值均大于豎直向上載荷的種植體-骨界面應力值。
　　 結論:
　　 1載荷骨量影響微型種植體-界面的應力分布。隨著種植體距離牙槽嵴頂距離的增加,載荷骨量增加,應力逐漸均勻分布。臨床上應在情況允許的條件下,增加承受載荷的骨量,以降低微型種植體.骨界面的應力。
　　 2載荷方向影響微型種植體-骨界面的應力分布。殆向傾斜植入微型種植體時,豎直向上載荷比前上45°載荷有