论文摘要
无牙上颌骨缺损的赝复修复是颌面部缺损修复的难点之一,其最大的障碍在于赝复体缺乏功能性修复必备的支持、固位和稳定条件。本研究针对这类患者的共同特点,提出利用植入余留硬腭骨面的骨膜下种植体（Subperiosteal Implant,SI）来支持上颌赝复体的解决方案,并对它进行了初步的动物实验和计算机辅助设计可行性研究。研究共包括五个部分:第一部分硬腭SI支持的赝复体修复上颌骨缺损的可行性实验目的:采用硬腭SI支持的赝复体修复上颌骨缺损的动物模型,并对其效果进行评价。方法:将2枚定制的硬腭SI通过二次法植入上颌骨缺损的实验猪余留硬腭表面,6周后为其制作和佩戴上颌赝复体。随后连续5周测量赝复体的咀嚼效率。动物处死后对SI标本进行拉出力测试和光镜及扫描电镜（Scanning ElectronMicroscope,SEM）检查。结果:咀嚼效率在赝复体戴入后第1周和第3周分别提高了121%和84%（P＜0.01）。2枚SI的拉出力分别为108N和61N。组织学检查证实此SI为炎性纤维愈合。结论:利用硬腭SI为上颌赝复体提供支持、固位和稳定是一项具有潜在应用前景的修复技术。第二部分两种不同形状SI愈合效果的对比研究目的:对比两种不同形状SI的愈合结果,为硬腭SI的外形设计提供依据。方法:定制的格状、网状SI共24枚植入6只猪颅顶,每只两种SI各2只。4周后处死取材,测试SI的拉出力并计算出其与组织的结合强度。对SI及周围组织标本进行组织学和SEM检查和能谱分析。结果:18枚SI（9枚格状、9枚网状）正常愈合。网状SI平均拉出力大于格状SI29%（P＜0.05）,但二者结合强度分别为0.34±0.06MPa、0.32±0.1MPa,无显著差异（P＞0.05）。网状、格状SI各2枚被新生骨覆盖并发生骨结合;其余14枚SI均为纤维愈合,二者间无明显差异。结论:在植入范围相同的前提下,硬腭SI选择实体接触面积较大的网状SI会增加植体的组织结合力。第三部分加载时机对硬腭SI愈合效果的影响目的:研究硬腭骨膜下种植体加载时机对其愈合效果的影响。方法:6只杂种猪分为3组,每组2只,每只植入4枚SI。分别于植入后4周、8周、12周时给予种植体9.8N的合向持续载荷。加载4周后处死动物。测量从骨面去除每个种植体的拉出力,对标本进行组织学检查,拉出的植体-组织界面经SEM观察和能谱分析。结果:21个植体成功愈合,3组种植体拉出力以中位数（四分位数间距）表示依次为41.550（4.75）N,50.800（14.675）N和52.800（17.65）N（P＞0.05）。各组样本均存在三种愈合形式:炎性纤维愈合、纤维愈合和骨结合。炎性纤维愈合植体拉出力最小而骨结合植体拉出力最大。结论:对于愈合期在1月以上的硬腭骨膜下种植体,加载时机不会显著影响其愈合结果;愈合类型对硬腭SI的结合强度起关键作用。第四部分硬腭SI支持的赝复体修复单侧无牙上颌骨缺损有限元模型的建立目的:为种植赝复体设计建立人硬腭SI支持的赝复体修复无牙上颌骨缺损的三维有限元模型。方法:利用Mimics软件读菴T数据并初步构建颅上颌3D模型,经逆向工程软件Geomagic拟合模型生成非统一有理B样条曲面,Pro-E软件生成种植体,最终在Ansys中编辑装配完成并进行材料赋值和网格划分。结果:获得了由225,073个单元,76,682个节点组成的具有较高几何和生物相似性的目标三维有限元模型。结论:根据CT数据联合运用Mimics,Geomagic,Pro-E和Ansys软件可以建立满意的复杂目标三维有限元模型。第五部分硬腭SI修复单侧无牙上颌骨缺损中基台设计的有限元分析目的:对支持单侧上颌赝复体的硬腭SI基台数量及分布进行优化设计。方法:建立目标三维有限元模型,分别对6、5、4、3、2个基台共15种设计方案进行双侧加载测试,对比观测其健侧颌骨6个不同部位骨皮质内最大等效应力。用简化模型计算各类设计中健侧基台上所受的最大脱位力。结果:随着基台数目的减少,多数观测点骨皮质内应力值逐渐增大。5基台与6基台设计骨应力反应无明显差异;4基台设计中Ⅳb、3基台设计中Ⅲa、2基台设计中Ⅱa方案在同组方案中骨应力反应最佳,前二者甚至接近6基台设计。最大脱位力的大小并不受基台数目的影响。同一方案中一般位置靠前的健侧基台承受较大的脱位力。结论:结合骨应力反应和脱位力考虑,Ⅲa是此类硬腭SI较理想的基台设计方案。