单、双、三螺纹种植体初期稳定性的三维有限元比较研究

目的:使用三维有限元的方法分析单、双、三螺纹种植体即刻负载时的稳定性的情况,对这3种螺纹进行综合评价。方法:利用Pro/E软件、Hypermesh软件及ABAQUS有限元软件,建立3类种植体即刻负载的三维有限元模型,比较3种螺纹在分别垂直和水平加载时对种植体初期稳定性的影响。结果:3种螺纹形态中,单螺纹的垂直相对位移和综合相对位移最小,三螺纹最大。结论:随着种植体旋转角度的增加,其对抗垂直载荷的抵抗力减弱。     

骨质量和种植体螺纹对种植稳定性影响的三维有限元分析

目的:探讨骨质量和种植体螺纹对种植体稳定性的影响。方法:建立三角型和锯齿型螺纹种植体植于4种骨类型下颌骨的三维有限元模型8个,种植体顶部中心节点加垂直和45°倾斜力200N,分析种植体的位移和界面骨的应力分布。结果:随骨弹性模量的减小,界面骨应力和种植体位移均增加;锯齿型螺纹种植体的位移都小于三角型,斜向力在4种骨和垂直力在Ⅳ类骨中锯齿型的应力小于三角型。结论:骨类型和螺纹形态都影响种植体的稳定性。骨质越好种植体越稳定,界面骨应力越小;锯齿型螺纹种植体的稳定性比三角型螺纹好。     

三种螺距对种植体初期稳定性影响的有限元研究

目的：利用即刻负载有限元模型,研究种植体不同螺纹螺距因素对初期稳定性的影响。方法：利用Pro／E软件、Hypermesh软件及ABAQUS有限元软件,建立四类种植体即刻负载的三维有限元模型,比较3种螺纹螺距（0．8mm、1．6mm、2．4mm）在分别垂直和水平加载时,对种植体初期稳定性的影响。结果：对不同螺纹螺距种植体来说,垂直加载和水平加载时0．8mm螺距螺纹种植体微动最小,2．4mm螺距螺纹种植体微动最大。结论：螺纹的螺距对垂直相对位移有影响,对水平相对位移影响不大。随着螺距的增加,种植体对抗垂直向载荷的抵抗力减弱。水平加载时,螺纹的螺距对颈部微动影响不明显。     

螺距和外形对纯钛螺纹种植体初期稳定性的影响

目的:测量钛种植体植入扭矩(ITV)和稳定系数(ISQ),分析不同螺距和外形对种植体初期稳定性的影响.方法:将螺距分别为0.8 mm、1.2 mm、1.6 mm的柱状和两种锥形的机械表面钛种植体各12个植入新鲜的猪椎骨中,测量植入时扭矩和植入后种植体的稳定系数.结果:0.8 mm螺距种植体的植入扭矩(40.66±2.46)大于1.2 mm(38.33±2.60)和1.6 mm(38.05±2.83)者(p＜0.05),其稳定系数(74.38±3.61)也大于1.2 mm(71.91±4.33)和1.6 mm(71.44±3.78)者(P＜0.05);柱状、Taper I型和Taper Ⅱ型种植体的植入扭矩(分别为38.90±2.88、38.95、±2.68和39.20±3.08)未见明显差异(p＞0.05),柱状种植体的稳定系数(73.91±4.70)大于两种锥形种植体(71.90±3.90和71.9l±3.33),(p＜0.05);种植体的螺距和外形对其初期稳定性的影响无交互作用.结论:0.8 mm螺距种植体的初期稳定性优于1.2mm和1.6 mm者,柱状种植体的初期稳定性优于锥形种植体.     

密度不同的颌骨内单个种植体稳定性的测量观察

目的探讨颌骨不同密度单个种植体稳定性的变化规律，为早期负载提供依据。方法50例牙列缺损患者，共植入104枚ITI大颗粒酸蚀喷砂表面处理种植体，按种植区骨密度进行分组。在术中、术后1、4．6、8、12周进行共振频率分析，记录种植稳定值。结果骨密度对种植体初期稳定性有显著的影响（P〈0．001），Ⅰ类骨初期稳定性明显高于Ⅳ类骨，12周各组稳定性的差异无统计学意义。6周和12周稳定性比较，Ⅰ类骨和Ⅱ、Ⅲ类骨比较，差异无统计学意义（P〉0．05），与Ⅳ类骨比较，差异有统计学意义（P〈0．001）。结论Ⅰ、Ⅲ类骨种植体早期负载具有可行性。     

植入角度及深度对种植体支抗稳定性影响的三维有限元研究

目的 分析不同植入角度和植入深度下支抗种植体受力后的位移变化。方法 利用pro/E软件自适应功能建立包含不同植入角度和植入深度支抗种植体和上颌骨块的三维有限元模型,在种植体顶部中央点模拟施加水平方向(与颌骨面平行,近远中方向)的正畸作用力,分析该点位移与力值变化受植入角度和植入深度影响的规律。结果 ①当植入深度是11mm,以30°、60°、90°植入时,需要力值分别是1 041.07、735.71、623.11 N;②当植入深度是10 mm,以30°、60°、90°植入时,需要力值分别是486.72、518.66、456.98 N;③当植入深度是9 mm,以30°、60°、90°植入时,需要力值分别是306.12、384.49、362.61N;④在本研究设计的9种工况作用下,以30°、11 mm深度植入支抗种植体时,种植体最稳定。结论 深度对种植体稳定性的影响远大于角度对种植体的影响;60°倾斜度相对于90°和30°来说更加稳定。?     

螺纹与约束高度影响种植体应力分布的三维有限元分析

目的：研究螺纹与约束高度对于种植体应力分布的影响。方法：利用实体建模技术建立种植体的仿真模型，通过三维有限元的分析方法，对4种模型进行Von Mises应力分析。结果：长种植体约束高度高；在约束高度降低时，种植体应力明显增大，而不带螺纹的种植体应力变化较带螺纹的种植体小；螺纹间距对于应力值及应力分布无显著影响。结论：带螺纹的种植体强度要求高；长种植体的应力分布均匀，应力值小，对提高种植体的成功率有意义。     

不同螺纹形态种植体对颌骨应力影响的三维有限元比较研究

目的:探讨圆柱形螺纹种植体螺纹形态对骨组织应力分布的影响,为临床设计和选择最佳的螺纹形态提供理论依据。方法:建立了12种包含不同螺纹形态种植体的颌骨骨块三维有限元模型:1 mm、2 mm和3 mm矩形螺纹设计(S-1、S-2和S-3);90°、60°和30°V形螺纹设计(V-1、V-2和V-3);45°、30°和15°支撑形螺纹设计(B-1、B-2和B-3);45°、30°和15°反支撑形螺纹设计(R-1、R-2和R-3)。对所有模型进行应力分布和Von M ises应力峰值的比较。结果:垂直向加载下S-2、V-3、B-3、R-1、R-2和R-3螺纹表现出较好的应力分布状态,在颊舌向加载下S-1、S-2、V-3、B-3、R-2和R-3螺纹表现出较好的应力分布状态。结论:提示S-2、V-3、B-3、R-2和R-3螺纹设计均适用于圆柱形种植体,反支撑螺纹为圆柱形种植体的最佳螺纹设计选择。     

螺纹形态和螺距对种植体系统应力影响的三维有限元研究

目的研究根据标准螺纹参数设计的不同螺纹形态和螺距的9种牙种植体受载后牙槽骨及整个种植系统的应力变化,为种植体系统的优化设计及临床应用提供理论依据。方法采用Solidworks软件建立了螺纹形态分别为V形、梯形、锯齿形,螺距分别为0.7 mm、0.8 mm、1.0 mm的9种标准螺纹式种植体模型,配以基台、基台螺丝构成整套种植体系统,根据CT扫描数据重建下颌骨模型,在垂直向和与种植体长轴成15°斜向分别加载100 N力,ANSYS有限元分析软件计算比较种植体系统和周围牙槽骨的应力及位移分布状况。结果综合考虑种植体系统各部件和种植体周围牙槽骨所受应力,9种种植体中,螺纹形态为V形、螺距为0.8 mm的种植体在垂直向和斜向加载时应力较小。9种种植体各部件及周围牙槽骨最大位移量垂直向加载时为2.61μm,斜向加载时为23.78μm,9种种植体的位移差异小。结论螺纹形态为V形、螺距为0.8 mm的种植体力学性能较好。螺纹形态和螺距对种植体系统及周围牙槽骨的位移影响不大。     

下颌后牙区不同骨质内种植体即刻负载的三维有限元分析

目的 采用三维有限元分析探讨种植体在下颌后牙区不同骨质条件下即刻负载的应力分布,以期为即刻负载的应用选择提供参考.方法 建立下颌后牙区654-|种植体及上部牙冠和牙槽骨的即刻负载模型,根据骨皮质和骨松质比例构成不同分为B1(颌骨完全由均质的骨皮质构成)、B2(3 mm厚骨皮质包绕致密骨松质)、B3(1.5 mm厚骨皮质包绕致密骨松质)、B4(1.5 mm厚骨皮质包绕疏松骨松质)4种骨质条件,模拟颊舌向45°、100 N的力在修复体中心集中加载,分析各种植体在不同骨质内的von Mises应力分布.结果 颊舌向加载后von Mises应力主要集中于种植体颈部舌侧骨皮质,由B1至B4种植体4-|颈周骨内应力平均值[分别为(13.17±9.32)、(12.95±9.14)、(15.00±9.44)、(16.81±10.74)N]和种植体5-|颈周骨内应力平均值[分别为(15.51±10.32)、(14.73±8.96)、(16.79±8.40)、(18.34±8.45)N]的改变趋势一致,B3应力明显高于B1、B2,B4应力明显高于B3(P＜0.05).从B1～B4种植体6-|颈周骨内应力平均值[分别为(42.45±25.71)、(41.66±25.29)、(42.70±23.24)、(42.06±23.66)N]随骨质改变不大,但均显著高于相应骨质内4-|、5-|颈周骨内应力(P＜0.05).结论 在本项实验条件下进行即刻负载,种植体周围应力分布不仅受颌骨骨质的影响,种植体的植入位置以及建立合理的咬合同样非常重要.

Abstract：

Objective To assess and compare the peri-implant stress distribution of three posterior implants under immediate loading with 4 different bone qualities using three dimensional (3D) finite element (FE) analysis. Methods A 3D finite element model representing three implants in a portion of mandible at the 654-| region was developed, and three implants received a crown each. Four types of bone qualities (B1,B2, B3 and B4) were designed for the model. Load of 100 N was applied on the occlusal surfaces of the crowns at a 45° angle to the vertical axis of the implants. Results Von Mises stresses in the peri-implant bone of4-| in bone quality from B1 to B4 were ( 13. 17 ± 9. 32), ( 12. 95 ± 9. 14), ( 15. 00 ± 9. 44 ), and(16.81 ±10.74) MPa, and those of 5-| were (15.51 ± 10.32), (14.73 ±8.96), (16.79 ±8.40), and(18. 34 ±8.45) MPa. Stress in bone quality B4 showed the highest value, followed by B3 bone, the loweststress were found in B1 and B2 bone. It was significantly different (P ＜0. 05). However, von Mises stresses in different quality of bone around 6-| [(42.45 ±25.71), (41.66 ±25.29), (42.70 ±23.24), (42.06 ±23.66) MPa] were close to each other, and were as twice or three times as those of 4-| and 5-| , irrespective of different bone qualities. Conclusions The stress distribution around implant under immediate loading was not only affected by different bone qualities, but also by the direction of loading, and the latter may have a greater impact when a severe load delivered.     

下颌后牙区不同骨质内种植体即刻负载的三维有限元分析

Objective To assess and compare the peri-implant stress distribution of three posterior implants under immediate loading with 4 different bone qualities using three dimensional (3D) finite element (FE) analysis. Methods A 3D finite element model representing three implants in a portion of mandible at the 654-| region was developed, and three implants received a crown each. Four types of bone qualities (B1,B2, B3 and B4) were designed for the model. Load of 100 N was applied on the occlusal surfaces of the crowns at a 45° angle to the vertical axis of the implants. Results Von Mises stresses in the peri-implant bone of4-| in bone quality from B1 to B4 were ( 13. 17 ± 9. 32), ( 12. 95 ± 9. 14), ( 15. 00 ± 9. 44 ), and(16.81 ±10.74) MPa, and those of 5-| were (15.51 ± 10.32), (14.73 ±8.96), (16.79 ±8.40), and(18. 34 ±8.45) MPa. Stress in bone quality B4 showed the highest value, followed by B3 bone, the loweststress were found in B1 and B2 bone. It was significantly different (P ＜0. 05). However, von Mises stresses in different quality of bone around 6-| [(42.45 ±25.71), (41.66 ±25.29), (42.70 ±23.24), (42.06 ±23.66) MPa] were close to each other, and were as twice or three times as those of 4-| and 5-| , irrespective of different bone qualities. Conclusions The stress distribution around implant under immediate loading was not only affected by different bone qualities, but also by the direction of loading, and the latter may have a greater impact when a severe load delivered.     

种植体周围骨内应力分布的三维有限元分析

目的针对不同类型的牙槽骨科学地选用种植体,提高种植体临床疗效,延长使用寿命。方法采用三维有限元分析方法,将圆柱状、螺纹状和台阶状种植体分别植入4类骨质结构中,对此12种情况进行应力分析。结果在同种骨质模型中,圆柱状种植体颈部周围骨内的应力集中最小;就同种形态种植体而言,较低的骨质密度不利于种植体的应力分布。结论圆柱状是一种最有利于降低颈部骨质吸收的形态结构。螺纹状种植体周围骨内应力最大值大于圆柱状,而螺纹自身非力学优势极大的拓展了该型种植体的使用范围,但螺纹尖端处的高应力区域和螺纹之间的低应力区域是影响其长期使用效果的潜在不利因素。台阶状种植体相对较适合骨质好的情况,其根部出现局部高应力区域,若应力处于骨生理承受范围之内,将有利于减少根部骨质疏松。     

下颌牙种植体即刻加载三维有限元模型的建立

目的:建立包含即刻加载螺纹种植体的下颌骨三维有限元模型,以深入研究牙种植体即刻加载骨界面的力学分布规律。方法:以女性无牙牙合下颌骨为标本,采用螺旋CT扫描,DICOM格式保存。将DICOM数据导入计算机,用自主开发的通用外科手术集成系统(UniversalSurgicalIntegrationSystem,USIS)和ANSYS软件进行划分单元建模,并模拟ITI螺纹种植体的真实形态,在下颌骨前牙区植入3颗种植体,模拟种植体即刻加载的状态,将种植体骨界面定义为滑动摩擦。结果:建立了结构精确的含即刻加载螺纹种植体的下颌骨三维有限元模型,牙种植体螺纹螺旋形态连续一致。结论:本实验建立的有限元模型的几何相似性、生物力学相似性及临床适应性均达到实验要求,为进一步研究牙种植体即刻加载的骨界面力学分布提供了良好的基础。     

Selection of the implant transgingival height for optimal biomechanical properties: a three-dimensional finite element analysis

We evaluated the effects of the transgingival height of an implant on the maximum equivalent stress in jaw bones and the maximum displacement in implant-abutment complex by a finite element method. The transgingival height ranged from 1.0-4.0 mm. Under axial load, the maximum equivalent stress in the cortical bone could be reduced by up to 4.7%, and under a buccolingual load, the maximum equivalent stresses in the cortical and the cancellous bones could be reduced by 17.3% and 18.5%, respectively. The maximum displacement of the implant-abutment complex could be reduced by 4.1% and 48.9% under axial and buccolingual loads, respectively. When the transgingival height was in the range of 1.7-2.8 mm, there was minimum stress in the jaw bones and minimum displacement in the implant-abutment complex. Data indicated that transgingival height played a more important part in protecting a dental implant under a buccolingual load than under an axial load; and transgingival heights ranging from 1.7-2.8 mm were biomechanically optimal for a screwed implant.     

摘取方式对铸造三臂卡环固位臂应力影响的三维有限元研究

目的 用三维有限元方法分析钴铬合金和金合金铸造三臂卡环固位臂在不同摘取方式时的应力分布,探讨可摘局部义齿的适宜摘取方式,为临床指导患者摘取义齿提供参考.方法 以下颌第二前磨牙为基牙,建立基牙和三种宽度固位臂的三维有限元模型,设计卡臂尖和固位臂中部进入基牙的倒凹深度不同,分别在固位臂的中部和起始部施加速度为3mm/s的动态位移载荷,使卡环向上产生3mm的位移,计算不同方式摘取时固位臂的接触受力.结果 用推拉基托方式摘取义齿时,三种宽度的钴铬合金和金合金铸造卡环固位臂的最大应力与卡臂尖进入基牙的倒凹深度均呈正相关关系;同种材料的卡环固位臂,当卡臂尖进入基牙的倒凹深度相同时,随着固位臂宽度的增大,最大应力增加,差异有统计学意义;相同宽度、不同材料卡环固位臂,随卡臂尖进入基牙倒凹深度的增大,最大应力增加,差异有统计学意义.用推拉卡环方式摘取义齿时,相关的结果与用推拉基托方式摘取义齿时类似.对于同种材料、同一宽度的固位臂,随着卡臂尖进入基牙倒凹深度的增大,推拉卡环摘取义齿时固位臂的最大应力比推拉基托时增加得快,最大应力拟合直线的斜率大,且两条拟合直线有交点.结论 钴铬合金铸造三臂卡环的可摘局部义齿,适宜用推拉卡环方式摘取.金合金铸造三臂卡环的可摘局部义齿,当卡臂尖进入基牙的倒凹深度较浅时,适宜用推拉卡环的方式摘取;当卡臂尖进入基牙的倒凹深度较深时,适宜用推拉基托的方式摘取.     

钴铬合金铸造三臂卡环固位臂宽度设计与基牙倒凹关系的三维有限元分析

目的用三维有限元方法分析钻铬合金铸造三臂卡环固位臂在摘取时的应力分布，探讨3种宽度固位臂可放置的最大倒凹深度，为可摘局部义齿的设计和制作提供参考。方法以下颌第二磨牙为基牙，建立基牙和3种宽度固位臂的三维有限元模型，设定固位臂宽厚比为3：1，设计卡臂尖和固位臂中部进入基牙的倒凹深度不同，在固位臂中部施加动态位移载荷（以3mm／s速度，使卡环向上产生3mm的位移），计算固位臂从基牙上摘取时的接触受力。采用的统计学方法为直线相关与回归分析和两条回归直线的比较。结果固位臂的最大应力与卡臂尖进入基牙的倒凹深度呈正相关关系，与固位臂中部1／3进入基牙的倒凹深度无明显相关性。当卡臂尖进入基牙的倒凹深度相同时，随固位臂宽度的增大，固位臂最大应力的增加有统计学意义（P〈0．01）。1．8、1．6和1．4mm^3种宽度的钻铬合金固位臂可放人基牙的最大倒凹深度分别为0．25mm、0．30mm和0．35mm。结论当宽厚比一定时，固位臂越宽，卡臂尖可进入基牙的最大倒凹深度越小。为防止固位臂永久变形，应根据卡臂尖进入基牙的倒凹深度选择不同宽度的固位臂。     

8mm种植体骨内应力分布的三维有限元研究

目的 探讨在不同骨质条件中、达到骨整合时(40%的骨结合率),不同直径的8 mm种植体骨界面应力分布的变化规律,为短种植体的临床应用提供一定的参考和实验依据.方法 采用三维有限元方法分析6种不同直径的8 mm种植体在Ⅰ~Ⅳ类骨质条件中,受垂直和侧向力时,种植体骨界面的应力值大小及分布规律.结果 在~Ⅳ类骨质中,无论垂直或是斜向加载,应力值随着种植体直径增加,呈现减小的趋势.种植体直径3.3～5 mm时,最大应力值大小变化较为明显(曲率约为-1);种植体直径5.5～7.1mm时,变化趋于平缓(曲率接近0).另一方面,随着骨质密度降低,种植体骨界面的最大应力逐渐增大:Ⅳ类>Ⅲ类>Ⅱ类>Ⅰ类.在Ⅰ、Ⅱ类骨质中最大应力分布接近,Ⅲ、Ⅳ类骨质最大应力分布相近.结论 在临床应用短种植体时,可尽量选择较粗直径的种植体(直径3.3~5 mm),但当种植体直径足够大时(直径大于5.5 mm),再增加种植体直径对临床效果的改善不明显;实验结果显示,Ⅲ、Ⅳ类骨质时的应力值远大于Ⅰ、Ⅱ类骨质,提示在临床实践中,可以将Ⅲ、Ⅳ类的骨质通过骨挤压、骨移植等方式来提高骨密度,以保证远期成功率.