动态载荷下单端桥基牙牙周膜应力的三维有限元法分析

论文摘要

研究目的建立下颌后牙及其支持组织单端固定桥修复前后的三维有限元模型,采用瞬间动态分析不同部位加载时基牙牙周膜的位移、应力变化及分布规律,为临床单端固定桥的应用提供生物力学依据。研究方法以人类正常牙列完整的下颌骨标本为建模基础,采用CT扫描技术,利用AutoCAD与ANSYS软件建立左侧下颌第二磨牙、第三磨牙缺失,以下颌第二双尖牙、第一磨牙及其支持组织单端固定桥修复前后的三维有限元模型;在一个咀嚼周期内对有限元模型施以不同加载部位和方向的动态载荷,计算牙周膜在各种载荷下的位移、应力值,绘制出牙周膜的应力—时间曲线。结果1建成的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性。模型可以根据需要任意进行旋转、缩放、透视、剖开等多种方式观察,能够满足模拟加载的需要。2随着加载、卸载时间的积累,无论载荷作用于何部位,「56牙周膜的应力值均逐渐加大,斜向加载时期达到一个咀嚼周期的应力峰值,卸载终期仍有少量应力存在。3同等载荷作用下,「5牙周膜的抗拉、压能力均低于「6。4修复后的最大应力多位于近缺隙侧基牙的牙周膜上。5修复前、后基牙牙周膜在咀嚼过程中主要表现为压应力,但随着载荷作用点的远移,「5牙周膜的近中颈缘产生显著的拉应力。6拉、压应力和Von Mises应力最大值作用部位均位于基牙牙周膜的颈缘处。7连续多个咀嚼周期下,后一个周期基牙牙周膜的应力值均较前一个周期有所增加,但应力值的增长并不显著。结论1采用CT断层扫描技术获得牙齿及牙周支持组织断面图像,综合使用AutoCAD计算机图像处理系统与ANSYS有限元分析软件共同建模,是一种精确、有效且可靠的方法。2一个咀嚼周期结束后,牙周膜存在残余应力。3咀嚼运动中,侧向(牙合)力对牙周健康影响最大。4单端桥修复对近缺隙侧基牙的牙周组织条件要求更高。5连续多个咀嚼周期加载下牙周膜形成的应力积累不会对牙周造成损害。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 目录
• 1 前言
• 1.1 单端固定桥临床修复效果研究及评价
• 1.2 单端固定桥基牙及其支持组织生物力学研究方法
• 1.3 单端固定桥支持组织应力的生物力学研究进展
• 2 下颌后牙单端固定桥三维有限元模型的建立
• 2.1 下颌后牙单端固定桥的设计
• 2.2 下颌后牙单端固定桥三维有限元模型的建立
• 2.3 讨论
• 2.4 小结
• 3 下颌后牙单端固定桥基牙牙周膜应力的动力分析
• 3.1 引言
• 3.2 有限元动力分析的参数
• 3.3 结果
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 4 结论
• 参考文献
• 附表
• 附图
• 在校期间发表的文章
• 致谢