下颌骨颏部骨折坚强内固定应力遮挡的三维有限元分析

目的:分析下颌骨功能状态下及坚强内固定时的应力分布及应力遮挡作用,为下颌骨骨折治疗提供参考。方法:利用ANSYS软件建立下颌骨颏部骨折及坚强内固定的三维有限元模型。在模型上对下颌骨颏部骨折在骨愈合不同时期及采用不同内固定方法固定时的应力分布进行有限元法分析并评价应力遮挡作用的大小。结果:小型板内固定导致的应力遮挡率随着愈合期变化而逐渐变小;骨折愈合的相同时期,同种材料的接骨板,双板固定时的应力遮挡率大于单板;钢板固定时的应力遮挡率大于钛板。结论:小型接骨板用于下颌骨颏部骨折坚强内固定时,存在明显的应力遮挡作用,接骨板的材料属性、形状大小和固定位置的选择对骨断层的应力遮挡作用有重要的影响。     

应用Mimics软件建立下颌无牙颌三维有限元模型

目的:快速准确建立患者下颌无牙颌三维有限元模型,为种植修复的生物力学分析打下基础.方法:CT扫描患者下颌骨,转换为DICOM数据后用Mimics软件重建三维图像,再用自编命令流导入Ansys软件进行分析处理.结果:快速准确地建立了活体下颌无牙颌三维有限元模型.结论:CT 技术,DICOM 标准的应用使有限元模型的建立更为精确,Mimics软件直接建立三维模型后直接导入Ansys软件极大的提高了建模效率.     

下颌骨体部骨折坚固内固定的三维有限元分析

本文基于骨愈合的生物力学特征，选择左侧下颌骨体部骨折建立下颌骨生物力学模型，以四种不同坚固内固定方法进行三维有限元定量分析，探讨咀嚼功能状态下，不同内固定方法对骨断层所产生的力学效应，得出以下结论：（１）接骨板固定位置的选择对骨断层的应力分布有非常重要的影响；（２）下颌骨体部骨折，接骨板内固定对骨断层的应力遮挡作用很小，（３）本实验的四种固定方法中，以普通微型钢板固定下颌骨下缘＋张力带对断层所产生     

无牙颌下颌骨三维有限元模型逆向工程构建及收敛性测试

目的:建立无牙颌下颌骨三维有限元模型并评价其精度.方法:对患者的无牙颌下颌骨CT扫描直接采集DICOM数据,通过自编的数字图像处理程序和Geomagic软件重建实体模型,在此基础上通过Ansys软件建立无牙颌下颌骨的三维有限元模型;并对模型进行收敛性测试以评价其精度.结果:建立了无牙颌下颌骨三维有限元模型.经收敛性测试,在综合考虑计算成本和计算精度的情况下,单元数为16 692的模型是较理想的模型.结论:运用逆向工程原理可以重建无牙颌下颌骨三维模型,收敛性测试可以用于评价其模型的精度.     

PLDLA接骨材料行下颌骨骨折内固定的实验研究

目的：评价新掣L／DL聚乳酸（poly-L／DL-lactide,PLDLA）接骨材料行兔下颌骨骨折坚强内固定的可行性及其在动物体内的组织学反应。方法：分别采用PLDLA接骨材料和纯钛接骨材料行兔下颌骨骨折内固定术,术后1、2、4、8周进行大体标本、影像学、骨生物力学测试和组织学检查。结果：所有实验动物下颌骨骨折断端均对位良好。PLDLA组的愈合骨折力学强度测试结果与钛板组无统计学差异。PLDLA接骨板在动物机体内无明显不良反应。结论：PLDLA接骨材料对兔下颌骨骨折具有良好的内固定作用,对骨折愈合过程无不良影响。     

下颌骨骨折加压与非加压内固定的评价

目的：观察加压固定和非加压固定下颌骨骨折的组织愈合差异，对两种固定形式的临床应用作出评价，方法：采用加压和非加压接骨板固定犬下颌骨骨折，对两种固定的的组织学，X线特点进行观察，对98例下颌骨骨折患者采用两种方法进行治疗，术后观察X线，咀嚼效率恢复和一般情况，结果：加压接骨板固定的骨折愈合形式为一期愈合，而小钛板为传统的骨愈合形式；临床应用表明加压接骨板在骨折愈合早期有明显的优势。结论：两种式方法均是下颌骨骨折良好的固定方式，小钛板使用方便，适应证广，加压接骨板固定骨折愈合快，但操作技术要求较高。     

包含TM种植体的颌骨有限元模型研究

目的研究快速准确建立包含TM（tension more）种植体颌骨三维有限元模型的方法,为种植修复的生物力学分析打下基础。方法通过逆向工程技术,将二维下颌骨CT图片应用Mimics软件转化为三维实体模型,并建立包含TM种植体的真实下颌骨B/2类骨质（皮质骨和松质骨含量相当）的有限元模型。结果快速准确地建立了包含TM种植体的颌骨有限元模型。结论 CT技术、医学数字图像通信标准（digital imaging and communi-cations in medicine,DICOM）的应用使有限元模型的建立更为精确,Mimics软件直接建立三维模型后通过逆向工程技术,直接导入Geo magic Studio 9.0软件提高了建模的效率。     

前方牵引反作用力对颞下颌关节区受力状况影响的有限元研究

目的：建立并使用颅颌面三维有限元模型,研究前方牵引反作用力对颞下颌关节区以及整个下颌骨的应力分布和位移变化状况的影响。方法：选择1例健康成年男性志愿者,采用薄层螺旋CT扫描获取其颅颌面复合体二维图像原始DICOM数据,利用Mimics、Magics、MSC．Marc等图像处理软件建立颅颌面复合体三维有限元模型。利用AN-SYSIO．0软件,在下颌骨颏顶点处施加与耠平面成37。角,大小为5N的力并分析其受力状况。结果：①获得了精确细致的颅颌面复合体三维几何模型,其网格划分准确合理,与重建生物模型的形态相似性好,力学特性体现准确性高。②下颌骨的应力集中区域位于髁突顶部及颈部,髁突表面最大受力区域位于髁突前斜面。上颌骨表面应力集中区域位于关节窝,其中关节窝表面受力最大区域位于关节结节后斜面。③下颌骨的位移图显示位移大小从颏部至髁突逐级递减,其方向与施力方向一致。下颌骨位移变化最大处位于节点力加载部位,髁突部位位移变化量最小。结论：成功建立了包括颞下颌关节在内的颅颌面三维有限元模型,该模型具有很高的精确性,可用于前方牵引反作用力的相关研究。前方牵引反作用力会对颞下颌关节区以及下颌骨的应力分布和位移状况产生影响,但其是否会造成颞下颌关节紊乱还有待进一步研究。     

双根管牙及其桩核烤瓷冠三维有限元模型的建立

目的：建立双根管牙及其桩核烤瓷冠的三维有限元模型,为其进行生物力学研究提供可靠的基础。方法：采用螺旋CT扫描,DICOM接口和图像处理软件,直接提取CT扫描数据,导入Ansys8．0的前处理程序中,并模拟修复体的设计。结果：模型生成了27867个节点和150936个四面体单元,重建了上颌第一前磨牙的三维有限元模型,此数学模型与实体模型具有高度的几何相似性、力学相似性。结论：CT扫描后,经DICOM数据直接建模,可以建立精确的双根管牙及其桩核烤瓷冠的三维有限元模型,使其生物力学的研究与桩核的设计更加科学．准确、直观。     

利用HAUSER投影仪建立螺纹种植体三维有限元模型

目的利用四种不同规格形状螺纹种植体，建立含种植体的下颌骨三维有限元模型。方法利用HAUSER投影仪获取种植体的建模数据，使用工程软件Pro／E2001建立三维实体模型并输入到ANSYS程序中成为ANSYS文件并行Boolern运算、网格化，分别形成含有四种种植体的下颌骨三维有限元模型。结果建立了含有四种不同规格形状螺纹结构种植体的下颌骨三维有限元模型，单元和节点分别是，A型种植体：324549，81202；B型种植体：544089，88550；C型种植体：1130845，20375；D型种植体：569123，105759。结论采用投影记录、利用相关软件建立的含不同形状的种植体下颌骨模型具有良好的几何相似性与物理相似性。     

不同程度老年人萎缩性无牙颌下颌骨骨折的内固定方式选择及相关生物力学分析

目的:比较3种不同程度萎缩性无牙颌下颌骨骨折的不同内固定方式及其效果。方法:构建不同程度的萎缩性无牙颌下颌骨体部骨折治疗模型,进行三维有限元分析,比较相同应力条件下骨折段位移的改变以及钛板的应力分布情况。结果:下颌骨Ⅲ度萎缩,采用1块2.0 mm 4孔钛板在下颌骨上缘进行固定,其骨折处移位较其余6种工况明显增大;相同萎缩程度的下颌骨,采用重建板固定比采用其他内固定方式骨折断端位移明显减少。Ⅲ度萎缩的下颌骨采用小型钛板固定,钛板所受应力分别接近及超过钛板的屈服极限。结论:对于Ⅰ度萎缩的无牙颌下颌骨骨折病例,下颌骨外侧双板固定以及下颌骨下缘重建板固定均能取得较为满意的固定稳定性,对于Ⅱ及Ⅲ度萎缩的无牙颌下颌骨骨折病例,下颌骨下缘重建板固定可以获得更好的固位稳定性。     

下颌角部牵张成骨的有限元分析

目的应用力学相似性较高的下颌骨三维有限元模型,分析角部牵张成骨对下颌内部应力分布及位移趋势的影响。方法在有限元模型的下颌角部模拟骨皮质切开并加载。结果获得角部单、双侧牵张成骨条件下,下颌骨内部应力分布和各部分位移的趋势。发现下颌骨角部牵张成骨应力集中在牵张部位。(牙合)平面有顺时针旋转的趋势,单侧加载较双侧加载下颌整体向对侧的位移趋势大。     

双侧下颌支矢状劈开坚固内固定的三维有限元分析

目的:研究双侧下颌支矢状劈开术应用自身增强型可吸收内固定系统和小型钛板坚固内固定的生物力学特性,为临床应用提供理论指导。方法:采用螺旋CT断层扫描技术及Ansys有限元软件,在计算机上建立下颌支矢状劈开术可吸收板和钛板坚固内固定的三维有限元模型;计算4种固定方法在3种咬合状态内固定系统的应力以及骨劈开处的位移,比较固定效果以及不同咬合状态下对固定稳定性的影响。结果:在相同咬合状态下,骨劈开处的最大位移基本相似。内固定系统的最大应力值为钛板大于可吸收板,双板大于单板,双板中上板大于下板。相同固定方式下,内固定系统的最大应力值及骨劈开处的最大位移从大到小排列顺序为前牙咬合、前磨牙咬合、磨牙咬合。结论:双板固定时的应力遮挡作用大于单板固定。坚固内固定板材料对应力遮挡有影响,钛板的应力遮挡作用大于可吸收板。单板固定时位置应偏上缘,前牙咬合对内固定系统的不良影响较大,应尽量避免。     

下颌骨骨折生物接骨内固定的三维有限元分析

目的:用计算机对生物可吸收板在下颌骨骨折内固定中进行三维有限元的分析,来估计生物可吸收板在典型的角部和体部骨折时能否提供所需的强度和力度。方法:在ANSYS6.0软件中建立下颌骨角部和体部骨折的内固定三维有限元模型,施加载荷后,分别计算角部、体部骨折钛板单、双板及生物可吸收板单、双板固定时,骨折段位移、骨断层的应力,固定板的应力。结果:角部和体部骨折钛板单、双板固定,生物可吸收板双板固定时骨折段位移、骨断层的应力,固定板的应力均在安全范围内;角部骨折生物可吸收板单板固定时骨折段位移超出安全范围;体部骨折生物可吸收板单板固定时固定板的应力超出安全范围。结论:生物可吸收板双板固定在下颌骨角部和体部骨折早期时可以提供骨折愈合的条件。     

个性化下颌体部钛植入支架三维有限元模型的建立

目的：建立个性化下颌体部钛植入支架三维有限元模型,为进一步的生物力学设计奠定基础。方法：利用正常人下颌骨三维有限元模型,模拟一侧体部缺损,对下颌钛植入支架的曲面进行拟和,并对钛植入支架上缘预留孔道进行生成和定位。结果：建立了个性化下颌体部钛植入支架三维有限元模型。结论：获得了．与模拟真实下颌骨体部缺损相匹配钛植入支架的三维有限元模型,为结构设计打下基础。     

Comparison of Stability of Fracture Segments in Mandible Fracture Treated with Different Designs of Mini-Plates Using FEM Analysis

Aim

To compare the displacement gap of mandible fracture segments treated with different designs of mini-plates under various loading conditions.

Materials and Methods

Fracture in the body of mandible was bridged with 15 different designs and configuration of titanium mini-plates. Bite forces were applied at 3 locations, ipsilateral fractured side, contra lateral side and incisor site. 3D finite element methods (FEM) model of mandible was generated using 10 nodal tetrahedral elements. A commercial FE solver was used to solve bone inter fragmentary displacement during loading.

Results

Superior position of mini-plates produced better stability than inferior position. Positive bending moments can be reduced by larger plate in lower border in 2 plate system. Results of X mini-plate are comparable to 2 plate configuration. If length of middle portion of plate increased, stability decreased. Number of screws did not affect fracture stability.

Conclusion

Finite element methods analysis is used to determine the gap between mandible fragments which is otherwise impossible to measure clinically. The results obtained from this study offered us a choice of mini-plate design and configuration for clinical application.     

下颌升支牵张成骨对下颌骨应力分布与位移趋势的影响

目的：应用有限元法建立生物相似性和力学相似性较高的下颌骨三维模型，分析并比较下颌升支部牵张成骨时不同加载方式对下颌骨内部应力分布及位移趋势的影响。方法：以正常青年男性下颌骨为标本，用CT断层扫描技术与计算机软件相结合，在微机上建模。采用受拉杆单元、受压间隙元等模拟肌肉、韧带的边界约束条件，在下颌升支部模拟骨皮质切开。结果：建立了包括下颌骨、颞下颌关节、肌肉和韧带，局部骨皮质断开的三维有限元模型。结论：提高了模型的相似性，为下颌升支部牵张成骨的进一步研究奠定了基础。     

275例下颌骨骨折临床治疗体会

目的 探讨下颌骨骨折的治疗方法。方法 对铜川市人民医院口腔科1990-2002年收治的275例下颌骨骨折患者的临床资料进行分析。结果 ①非手术治疗的27例患者在颌间结扎过程中对全身情况影响较大,其中3例遗留面颌畸形;②手术治疗的248例病例中,钢丝内固定的73例患者术后有5例出现咬合关系紊乱,小型钛板坚固内固定的169例患者有6例术后二期手术取出钛板,可吸收夹板内固定的6例患者术后均取得了满意效果。结论 坚固内固定是目前治疗下颌骨骨折的一种较好的内固定方法。     

下颌骨体部缺损钛板重建的生物力学分析

目的:通过有限元模型加载,获得下颌骨体部缺损钛板内固定重建的生物力学分布,指导临床治疗。方法:在已经建立的含完整牙列的下颌骨三维有限元模型中,模拟下颌骨体部缺损行内固定钛板重建,并加载分析其下颌骨应力分布情况。结果:应力集中分布于下颌支的前缘、后缘及缺损边缘处钛板,内固定钛板靠近缺损边缘处有应力集中现象,剩余部位应力较小且分布均匀;内固定钛板最具有位移趋势的位置靠近下颌骨缺损前段处。结论:重建钛板靠近缺损边缘处,应力集中是临床上钛板折断、钛钉松动、脱落的生物力学原因。     

微型钛板与生物可吸收板在下颌骨骨切开术固定中的应力比较

目的 比较微型钛板和生物可吸收板在下颌骨骨切开术固定中的应力分布。方法 建立下颌骨切开术不同内固定系统三维模型,进行三维有限元分析,比较相同加载力条件下,不同植入物的应力分布以及骨折段位移的改变情况。结果 钛板上受的最大应力值为49.8 MPa,可吸收板的最大应力值为4.42 MPa;钛板的最大应力值远远超过可吸收板的最大应力值,但所受应力均小于各自的屈服极限。相对移位对比可见,微型钛板固定下颌骨时,最大位移值为0.1 mm;应用可吸收板固定时,最大位移值为0.2 mm,两者的相对位移均较小。结论 生物可吸收固定系统的刚度和内部强度足以支持下颌骨切开术部位的骨愈合。