下颌骨生物力学及下颌骨骨折坚强内固定的三维有限元研究

论文摘要

目的:运用三维有限元法分析正中咬合、磨牙咬合、前磨牙咬合、前牙咬合时下颌骨应力分布,对下颌骨骨折时双小钛板固定、双生物板固定、重建板固定、重建板加小型钛板固定进行生物力学分析,探讨以上四种不同的固定方式的固定效果,为临床上对下颌骨骨折坚强内固定治疗提供参考。方法:利用ANSYS软件建立下颌骨三维有限元模型,在模型上对四种咬合时下颌骨的工况进行有限元分析,了解下颌骨各个部位的应力情况。并修改下颌骨三维有限元模型,建立骨折坚强内固定的三维有限元模型,对下颌骨颏部、体部、角部骨折在不同的固定方式、不同的咬合方式下进行应力及骨折断端位移的计算,比较各种工况下骨折断层的应力、固定板的应力、骨折断端的位移,以评价四种固定方式的效果。结果:1、四种咬合时下颌角区、髁状突颈部、喙突、乙状切迹、外斜线区、牙槽嵴区应力较大,非工作侧下颌骨上缘为张力带、下缘为压力带,下颌体中下三分之一处应力最小,工作侧张力带、压力带及下颌体应力最小处均发生了变化。2、在双生物板固定的情况下:颏部正中联合骨折单侧前磨牙咬合时骨折断端的位移为0.3791944mm,单侧磨牙咬合时骨折断端的位移为0.175192mm,体部骨折前牙咬合时骨折断端的位移为0.3611944mm,患侧磨牙咬合时骨折断端的位移为0.2336944mm,健侧磨牙咬合时骨折断端的位移为0.2243583mm,健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移为1.1647222mm,角部骨折健侧磨牙咬合时骨折断端的位移为0.17615mm,健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移为0.384944mm。3、双小钛板固定情况下:体部骨折健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移为0.2575917mm,角部骨折健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移为0.174578mm。4、单个重建板固定情况下:体部骨折健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移为0.2023444mm,角部骨折健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移为0.316389mm。5、小型钛板加重建板固定时,体部骨折健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移为0.1694333mm,角部骨折健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移为0.170133mm。结论:1、正中咬合及非正中咬合时非工作侧下颌骨牙槽嵴缘为张力带,下颌骨下缘为压力带,下颌体中下三分之一处为零应力线区,在非正中咬合时工作侧下颌骨的张力带、压力带及零应力线发生了变化。下颌骨颏部骨外板受力为压应力,骨内板受力为张应力。在功能状态下下颌角区、髁状突颈部、喙突、乙状切迹、外斜线区、牙槽嵴区应力较大。2、在双生物板固定的情况下:颏部正中联合骨折单侧前磨牙咬合、单侧磨牙咬合时,体部骨折前牙咬合、患侧磨牙咬合、健侧磨牙咬合、健侧前磨牙咬合时,角部骨折健侧磨牙咬合、健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移均超过了骨折愈合所需要的条件,此时固定是不安全的,如应用生物板治疗下颌骨骨折,选择病例应慎重,应加用外固定及限制不利咬合。3、双小型钛板固定情况下:体部骨折健侧前磨牙咬合时,角部骨折健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移超过了骨折愈合所需要的条件,此时固定是不安全的。4、单个重建板固定情况下:体部骨折健侧前磨牙咬合时,角部骨折健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移超过了骨折所需要的条件,此时固定是不安全的。5、小型钛板加重建板固定时,体部骨折健侧前磨牙咬合时,角部骨折健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移超过了骨折所需要的条件,此时固定是不安全的。6、下颌骨颏部正中联合骨折,前磨牙咬合时骨折断端的位移最大,体部骨折及角部骨折,健侧前磨牙咬合时骨折断端的位移最大。此时对患者的骨折愈合有较大不利影响,患者应当避免以上咬合情况。7、下颌骨骨折如用双小型钛板固定:颏部正中联合骨折单侧前磨牙咬合时,咬合力应小于140N,体部及角部骨折健侧前磨牙咬合时,咬合力应小于60N及100N。8、下颌骨骨折如用双生物板固定:颏部正中联合骨折单侧前磨牙咬合时,咬合力应小于40N,体部及角部骨折健侧前磨牙咬合时,咬合力应小于20N及60N。9、下颌骨骨折如用单个重建板固定:颏部正中联合骨折单侧前磨牙咬合时,咬合力应小于120N,体部及角部骨折健侧前磨牙咬合时,咬合力应小于80N及60N。10、下颌骨骨折如用重建板加小型钛板固定:颏部正中联合骨折单侧前磨牙咬合时,咬合力应小于200N,体部及角部骨折健侧前磨牙咬合时,咬合力均应小于80N。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 研究现状、成果
• 研究目的、方法
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 附图
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 综述
• 综述正文
• 综述参考文献
• 致谢