新型牙种植体即刻负载的三维有限元研究

论文摘要

即刻种植修复不但可尽快为患者恢复美观、咬合功能等，而且可减少手术次数、缩短疗程，受到患者和医生的欢迎。近年来，种植牙即刻负载的研究日益增多，利用有限元法进行相关力学研究也成为热点。目前认为种植体初期稳定性是影响即刻负载种植成败的关键因素，临床研究表明影响初期稳定性的因素有种植体长度、直径、表面设计、患者植入部位骨的质与量、外科挤压植入方式及植体夹板固定等。本课题以种植体宏观形态上的改进为出发点，尝试突破传统圆柱状种植体的设计，以期获得更大的骨接触面积，并利用有限元法对其应用于即刻修复进行相关生物力学方面的研究。本研究是新型牙种植体系列研究的组成部分。该新型种植体不同于传统柱状种植体，其综合叶状种植体和圆柱状种植体的特点，增加种植体周围支持骨承受咬合应力的面积，降低种植体的长度，以适合严重牙槽骨吸收、剩余牙槽骨量较少的病例，并期望能扩大种植体即刻负载适应症的范围。本课题拟建立新型牙种植体即刻负载三维有限元模型，通过比较不同尺寸的此类种植体、不同骨质状况、在模拟人咀嚼的动态载荷下产生的界面位移，来评价诸多因素对新型种植体即刻负载初期稳定性的影响。为新型种植体的设计改进和应用于即刻修复提供理论和实验依据。研究采用ANSYS10.0有限元分析软件：1、通过软件自体建模技术建立新型种植体即刻负载有限元模型，该模型具备两个特点：摩擦接触和过盈配合。2、改变种植体长度，建立即刻负载模型。3、改变骨质类型，建立即刻负载模型。4、施加垂直向、水平向动态载荷，研究种植体尺寸及骨质类型对初期稳定性的影响。结果：1、建立了新型种植体、骨植入床、二者“过盈配合”后的三维即刻负载有限元模型。当二者“过盈配合”时，骨-种植体界面存在初始应力，界面为非骨结合界面，可发生相对运动。2、垂直加载时对于种植体垂直向微动，增加种植体长度最大可使其下降28％（8mm与6mm相比），对于种植体颈部水平向微动，增加长度则最大下降了24％（8mm与6mm相比）。水平加载时，对于种植体垂直向微动，增加种植体长度最大可使其下降30％（8mm与6mm相比），对于种植体颈部水平向微动，增加长度则最大下降了6％（8mm与6mm相比）。3、相同种植体尺寸，相同载荷，Ⅲ类骨骨质最大微动大于Ⅰ类骨，且微动云图分布有所差异。4、于基桩中心点施加垂直向加载时，垂直向最大微动分布于种植体底面与骨接触处。种植体盘状突起处沿X向（即近远中方向）的水平微动大于Y向（垂直向）。水平加载时，种植体主要发生水平相对位移和垂直相对位移，在同一部位，垂直向相对位移大于颊舌向相对位移，垂直相对位移为负值表示种植体受力侧沿轴向脱出。种植体颈部微动远大于垂直载荷下的颈部的微动，这与临床上推测水平载荷对种植体微动影响较大相一致。结论：①探索了一种可行的建立特殊设计形态的新型种植体即刻负载有限元模型的方法，建立的种植体有限元模型与实体具有高度的相似性，采用过盈配合法可模拟种植体骨界面初始应力状态。②增加种植体长度可同时降低种植体垂直向、水平向微动，但增加种植体长度更能有效地降低垂直向微动。③不同类型骨质，动态载荷下微动程度不同。随着骨弹性模量的降低、皮质骨厚度的减小，对种植体施加载荷，相同部位相同方向的微动有不同程度的增加。

论文目录

• 缩略词表
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 第一部分 文献回顾
• 第二部分 新型牙种植体即刻负载有限元模型的建立
• 第三部分 动态载荷下新型种植体即刻负载的稳定性研究
• 第四部分 新型种植体长度对其初期稳定性影响的有限元研究
• 第五部分 不同骨质对即刻负载种植体初期稳定性的影响
• 全文小结
• 参考文献
• 综述
• 个人简历
• 致谢