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不同形态特征微种植体的生物力学研究

颜丹  
【摘要】:目的 建立支抗微种植体-颌骨的三维有限元模型,施加与颌骨表面平行的载荷,分析微种植体骨内段直径、螺距和螺纹深度等因素对微种植体和颌骨表面应力分布的影响,为微种植体的开发和临床应用提供参照。方法 利用Pro/E软件,参照支抗微种植体Aarhus68.75.87几何形态,生成微种植体和颌骨简化模型。设置微种植体螺纹部分的长度为6mm,颈部光滑区高度0.9mm,骨外段直径为2mmm。颌骨简化模型为一直径10mm,高12mm的圆柱体,上部3mm厚为皮质骨,其余为松质骨。将微种植体-颌骨模型导入Hypernesh中建立微种植体钉道,对模型进行网格划分。然后将微种植体-颌骨模型导入Ansys中,对微种植体施加水平力200g,进行计算。结果 1.随着微种植体骨内段直径的增加,微种植体-骨界面的应力峰值降低,主要应力区集中在微种植体的颈部和尖部,应力主要集中在皮质骨内:从微种植体z轴应力可以看出,微种植体的应力峰值集中在压力侧,而其应力和直径不成线性关系,1.5mm的应力值最小且均匀;从颌骨表面应力分布图可以看出,随着微种植体直径的增加颌骨表面应力集中的面积也增加,但在骨内段为1.5mm的微种植体模型则出现了偏离,无明显的应力集中区。 2.微种植体的应力分布趋势与微种植体的螺距无关,而微种植体-骨界面应力值的分布较为一致,螺距为0.5mmm时的应力值和位移值都较小,且波动范围较小;z轴微种植体的应力和位移呈现几乎对称分布的趋势,应力曲线呈钟型分布,位移曲线较平直,且各模型之间的位移变化趋势一致,当螺距为0.5mmm时,应力和位移同时达到最低值;颌骨表面的应力集中区面积差异较小,在螺距为0.8mm时面积最小,螺距为0.5mm时次之。 3.微种植体的螺纹深度对微种植体的应力分布趋势没有明显影响,螺纹深度为0.3mmm的微种植体应力和位移较小;z轴微种植体的应力和位移也具有明显特点,四组模型较为一致,在螺纹深度为0.3mm的模型中出现它们的最低值;颌骨表面应力面积较小且四组模型变化较小。 结论 1.微种植体-骨界面的应力及位移主要集中在颈部和尖部,这一趋势与微种植体骨内段直径、螺距、螺纹深度无关。 2.骨内段直径为1.5mm的微种植体应力分布较合理。 3.螺距的变化影响微种植体应力分布,螺距为0.5mm时,微种植体-骨界面和微种植体自身的应力较为均匀。 4.微种植体螺纹的深度对微种植体的机械性能的影响较大,对于骨内段长度为6mm的微种植体,螺纹深度为0.3mm时,抗折性能较好。


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