皮质骨厚度对支抗种植体-骨界面应力分布的影响

目的：研究皮质骨厚度改变对支抗种植体-骨界面应力分布的影响，供临床参考。方法：用三维有限元方法，对分别种植于皮质骨厚度为0．5mm、1．0mm、2．0mm颌骨模型中的种植体施加150g近远中方向的载荷，分析支抗种植体-骨界面应力分布情况：结果：三者种植体颈部的Von-Mises应力值分别为0．6040MPa、0．5330MPa、0．5380MPa；位移值分别为0．2110μm、0．1630μm、0．1250μm：结论：皮质骨在一定厚度内，植入体颈部皮质骨越薄，骨界面应力值就越大：但皮质骨超过一定厚度后，骨界面应力并不随其厚度的增加而做相应递减。皮质骨的厚度与界面骨的位移成反比.     

不同螺距种植体集中载荷的有限元分析

目的:用三维有限元方法分析不同螺距种植体-骨界面应力分布状况,确定利于应力均匀分布的最佳螺纹参数设计.方法:建立包含上部结构的牙种植体、局部下颌骨块三维有限元模型,利用Cosmos/works软件分析在垂直、斜向45° 2 种集中载荷下螺距分别为0.6、 0.8、 1.0 mm的3 种种植体与骨界面的应力分布状况.结果:螺距为0.8 mm种植体周围Von-Mises应力、拉应力、压应力峰值较小,应力分布最均匀;同一螺距种植体斜向载荷下应力显著高于垂直载荷;应力集中主要出现于种植体颈部、皮质骨上缘和种植体末端最下一个螺纹处.结论:螺纹种植体螺距影响骨界面的应力分布和(牙合)力传导,为避免应力集中种植体末端螺纹应进行适当的截齿处理,种植义齿设计和修复时应尽可能减小或避免非轴向力.     

支抗种植体外形对骨界面应力分布的影响

目的：探讨三种圆柱状支抗种植体外形差异对骨界面应力分布的影响，以筛选最佳支抗种植体。方法：用三维有限元方法给种植体施加150g近远中方向的载荷，分别对刃状螺纹型、矩形螺纹型及光滑型支抗种植体-骨界面进行应力和位移分析。结果：三种种植体颈部的Von-Mises应力值分别为0．5330MPa、1．1600MPa、0．8900MPa；位移分别为0．1630μm、0．1690μm、0．1460μm。结论：刃状螺纹种植体做支抗时，其颈部应力值最低，而三种种植体颈部的齿槽骨位移差异不显著，敌刃状螺纹型种植体比较适合做支抗种植体。     

牙种植体即刻负载骨界面应力分布的三维有限元分析

目的：用三维有限元法分析牙种植体即刻负载骨界面的力学特性。方法：采用CT扫描和自主开发的USIS软件建立螺纹种植体即刻负载的三维有限元下颌骨模型，用ANSYS计算垂直加载、颊舌向450及近远中向45°加载150N力时种植体骨界面的Yon Mises应力、应变值。结果：垂直加载时骨界面的Yon Mises应力集中于颈部舌侧骨皮质，应变分布均匀，以颈部骨皮质、底部颊侧骨松质及颊侧螺纹接触部位的松质骨较为集中：颊舌向加载时骨界面的Yon Mises应力也集中于颈部舌侧骨皮质，但最大值是垂直加载时的4．15倍，应变分布不均匀，主要集中于颈部舌侧骨皮质，最大值是垂直加载时的3．98倍；近远中斜向加载时骨界面的Yon Mises应力集中于颈部远中侧骨皮质，最大值是垂直加载时的3．72倍，应变集中于底部近中侧骨松质，最大值是垂直加载时的1．51倍。结论：即刻垂直加载时，种植体周围骨质应力及应变无明显集中，分布较均匀，颊舌向及近远中向加载时应力、应变明显增大，分布不均匀。     

支抗种植体不同螺纹顶角对骨界面应力分布的影响

目的 研究刃状螺纹型支抗种植体的螺纹顶角改变对骨界面应力分布的影响,以供临床筛选合适的支抗种植体。方法 用三维有限元方法给种植体施加150g近远中方向的载荷,分别对螺纹顶角为60°、75°、120°的三种支抗种植体-骨界面进行应力分析。结果 三种螺纹顶角种植体颈部的Von-Mises应力值分别为0.533 0 MPa、0.632 0 Mpa、0.591 0 Mpa;位移值分别为0.1630μm、0.1590μm、0.1520μm。结论 螺纹顶角为60°的种植体适合作正畸支抗体。     

螺距对即刻负载种植体和周围骨组织影响的三维有限元研究

目的探讨在即刻种植负载条件下,种植体形成骨结合后,梯形螺纹螺距对种植体和周围骨组织的影响,为种植体结构的优化提供依据。方法运用计算机辅助设计j维建模软件Solidworks,建立螺距分别为0．6mm、0．7mm、0．8mm、1．0mm、1．2mm、1．3mm、1．4mm、1．6mm的圆柱状梯形螺纹种植体模型,再将其分别与利用CT扫描数据蓖建的下颌骨组织模型进行仿真结合,在即刻加载情况下且种植体形成骨结合后,分别施加垂直向和与种植体长轴成15°的颊舌向力150N。运用ANSYSWorkbench有限元分析软件进行模拟仿真分析,比较种植体和周围牙槽骨组织,随种植体螺距改变而引起的应力、应变的变化。结果即刻负载且种植体与骨结合完成后,垂直向加载,皮质骨在种植体螺距为0．8mm和1．0mm时,Von—Mise应力、应变均较小;松质骨在螺距为0．7mm、0．8mm、1．0mm时,Von—Mise应力、应变较小;种植体在螺距为1．6mm时应力最小为44．18MPa,螺距为0．8mm时应变最小为11．04μm。颊舌向加载,皮质骨在螺距为0．7mm、0．8mm时,Von-Mise应力、应变较小;松质骨在螺距为0．6mm、0．7mm、0．8mm时,Von—Mise应力、应变均较小;种植体在螺距为0．8mm时应力最小为188．23MPa,螺距为0．6mm时应变最小为23．69μm。结论对于圆柱状梯形螺纹种植体,螺距选取1．0mm、1．2mm、1．3mm或1．4mm时,在即刻负载情况下,当种植体与骨结合完成后,种植体-骨组织系统各主要零件的综合力学性能较好、形变较小,对骨的破坏小,有利于种植稳定性的提高。     

光滑柱状颈部构型的微型种植体-骨界面应力分布的三维有限元分析

目的:探索微型种植体颈部柱状构型对骨界面应力分布的影响。方法:设定种植体颈部为光滑柱状结构,高度分别为0mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm。分别建立1mm、2mm皮质骨厚度的微型种植体-颌骨有限元模型,比较正畸加载下骨组织内应力分布的情况。结果:颈部柱状种植体-骨界面应力分布明显均匀,传统螺纹种植体-骨界面应力分布较集中。颈部柱状高度的变化对骨界面应力分布影响不大。结论:本三维有限元分析结果表明颈部柱状结构能明显改善微型种植体-骨界面应力分布。     

支抗种植体长度对骨界面应力分布的影响

目的：研究不同长度支抗种植体对骨界面应力分布的影响，以供临床筛选合适的种植体。方法：用三维有限元方法给种植体施加150g近远中方向的载荷，分别对长度为7mm、10mm、15mm的支抗种植体-骨界面进行应力分析。结果：三种长度种植体颈部的Von-Mises应力值分别为0．5450MPa、0．5330MPa、0．5320MPa；位移值分别为0．1690μm、0．1630μm、0．1610μm。结论：在种植体承受侧向力载荷时，增加种植体长度可提高其承载能力，临床上在选择正畸支抗种植体时，应尽量选择长种植体作正畸支抗体。     

反支撑形螺纹种植体即刻负载时应力分布的三维有限元分析

目的:利用三维有限元模型,探讨圆柱状反支撑形螺纹种植体螺纹形态变化对周围骨组织应力大小的影响,为临床设计和选择最佳的种植体螺纹参数提供理论依据.方法:利用包含圆柱状反支撑形螺纹种植体的颌骨三维有限元模型,分别设定螺纹宽度恒定(W=0.2)螺纹齿高(H)变化范围为0.2-0.6mm,或螺纹齿高恒定(H=0.4)螺纹宽度(W)范围为0.1-0.4mm.在种植体正中分别加载垂直向100N和颊舌向45°50N的作用力进行分析.观察H和W变化对颌骨平均应力Von-Mises峰值的影响.结果:即刻负载时,垂直向加载(F1)时,齿高及宽度变化时种植体Von-Mises应力峰值增幅分别为68.39％和20.90％;侧向加载(F2)时,种植体应力峰值变化增幅为42.28％和32.51％;结合两种作用力,当螺纹宽度恒定,齿高为0.3-0.5mm时,即刻负载情况下种植体对颌骨产生的应力峰值相对较小;齿高恒定,宽度设计为0.1-0.3mm时,种植体对颌骨产生的应力峰值相对较小.结论:在生物力学方面研究表示,圆柱状反支撑形螺纹种植体最佳的螺纹设计为螺纹齿高在0.3-0.5mm之间,螺纹宽度在0.1-0.3之间;相对于种植体螺纹宽度而言种植体螺纹齿高对应力分布影响更大,种植体螺纹设计时更应重视齿高的设计.     

眶部种植体长度对骨界面应力影响的三维有限元研究

目的 探讨不同长度的眶部种植体对骨界面应力分布的影响。方法 建立直径3.75 mm,长度分别为3、4、6、10 mm的眶部种植体-颅颌面骨三维有限元模型,分别给予沿种植体轴向和与轴向成45°的载荷,载荷大小20 N,记录两种方向载荷下种植体及骨界面的Von-Mises应力峰值和位移峰值,分析其应力分布。结果 施加沿种植体轴向载荷时,种植体周围应力集中于根部,种植体受力大于骨面;施加与轴向成45°载荷时,应力集中于种植体颈部与第一螺纹之间,种植体受力大于骨面。施加两个方向的载荷时,3 mm种植体的应力峰值明显大于其他长度种植体,而位移峰值无明显变化。在相同长度下,施加沿种植体轴向载荷时的应力峰值及位移峰值均明显低于与轴向成45°载荷时,载荷方式对界面应力分布有明显的影响。结论 临床上尽量选择4 mm以上的眶部种植体;应用3 mm种植体时,应选择骨密质较厚的区域植入。     

种植体螺纹位置对应力分布影响的有限元研究

目的研究集中载荷下,螺纹不同位置设计对种植体及其周围骨组织应力分布的影响,探讨种植体表面螺纹分布的优化设计。方法应用Solidworks 2005 plus自动化软件和Cosmos/works 7.0分析软件比较在垂直和斜向45°载荷下,螺纹分别位于种植体上1/3（模型A）、中1/3（模型B）、下1/3（模型C）以及遍及整个种植体（模型D）4种情况下种植体-骨界面应力分布状况。结果模型C颈部皮质骨Von-Mises应力、拉应力、压应力峰值最低,但斜向载荷下模型C种植体和松质骨应力显著高于模型A。模型B应力分布明显集中,垂直载荷下各应力均显著高于其他3种模型。模型A和D应力分布较均匀。应力集中主要出现在种植体颈部、皮质骨上缘与种植体接触处和种植体底部最下一个螺纹。斜向载荷下界面的应力显著高于垂直载荷下应力。结论螺纹位置影响种植体-骨界面的应力分布,种植体设计时应谨慎考虑,斜向载荷在种植修复中应尽可能避免。     

“All-on-4”在不同骨质条件下应力分布的三维有限元分析

目的:建立“All-on-4”种植三维有限元模型,研究不同骨质条件下远中种植体倾斜角度及修复体悬臂梁长度的变化对种植体及周围骨组织应力分布的影响,为临床提供依据。方法:CBCT扫描无牙颌下颌骨标本,将获取的DICOM数据图像,导入Mimics软件,进行三维重建,运用Geomagic studio软件进行实体化处理,利用Unigraphics及ANSYS Workbench软件模拟“All-on-4”种植建立三维有限元模型。设定修复体牙弓长度不变,在Ⅱ、Ⅲ类骨条件下,分别调整两个远中倾斜种植体倾斜角度及悬臂梁长度,在双侧悬臂梁末端施加150 N静载荷,对比分析种植体及周围骨组织应力分布规律。结果:当远中种植体倾斜角度为30°、45°及60°时,修复体悬臂梁长度分别为10.8 mm、8 mm及6.3 mm,Ⅱ类骨质条件下皮质骨应力峰值分别为26.8 MPa、23.5 MPa及16.3 MPa,Ⅲ类骨质条件下皮质骨应力峰值分别为40 MPa、29 MPa及21.8 MPa。结论:骨密度越低,种植体周围皮质骨应力越大;在牙弓长度相同的情况下,增大远中倾斜种植体的植入角度,可以减小修复体悬臂梁的长度,能有效地减小种植体及周围骨组织应力。     

微型正畸支抗种植体即刻挤压植入时骨界面应力分析

目的研究微型正畸支抗种植体即刻植入时骨界面应力大小及分布,为微型支抗种植体即刻加载提供参考。方法将局部下颌骨简化成一个等腰梯形,颌骨骨块长20mm,断面高为30mm,上边宽为10mm,底边宽14mm,皮质骨厚度设定为1.6mm;微型种植体直径设定为1.2mm,长6mm。利用ANSYS9.0软件,建立局部微型种植体-骨的三维有限元模型。下颌骨材料属性设定为线性、正交各向异性,种植体-骨界面定义为完全连接。将断端处、下颌骨局部骨块面及底面的所有节点给予刚性约束。模拟种植体即刻植入时的情况,将骨界面初始位移设定为0、0.05、0.1mm,分析各指定初始位移时骨界面应力大小及分布。结果即刻加载时,0mm初始位移下,种植体骨界面无应力分布;初始位移为0.05mm时,骨界面应力集中在骨皮质内,分布较均匀,衰减幅度很小,近远中方向上的VonMises应力为1648MPa,龈向为1782MPa。初始位移为0.1mm时,近远中方向上的VonMises应力为2012MPa,龈向为2110MPa。结论微型种植体挤压植入时会产生较大的初始应力,即刻加载时,应当考虑这种初始应力。     

种植牙即刻负载与延期负载的生物力学三维有限元分析

目的比较即刻负载和延期负载对种植体骨界面生物力学分布的影响。方法采用CT扫描和自主开发的USIS软件建模,用有限元法计算分析即刻负载和延期负载时种植体骨界面的应力、应变及种植体的位移。结果即刻负载时种植体骨界面的VonMises应力稍小于延期负载,均集中于种植体颈部骨皮质,底部骨松质次之;但VonMises应变有较明显的增加,均集中于种植体底部骨松质和螺纹部位;种植体的位移较延期负载略有增大。即刻负载种植体和延期负载种植体在受到颊舌向力时,VonMises应力、应变及位移均有不同程度的增加。结论即刻负载时种植体骨界面的生物力学分布规律与延期负载时相似,受到侧向力时应力、应变增大。种植牙即刻负载技术是可行的。     

支抗种植体外形影响骨界面应力分布的研究

目的探讨种植体外形差异对骨界面应力分布的影响，并筛选出最佳支抗种植体外形。方法应用三维有限元分析方法对刃状螺纹型、矩形螺纹型及光滑型种植体进行骨界面应力和位移分析。结果刃状螺纹型种植体做支抗体时其骨界面第一、第二及第三主应力分别为6.67MPa、1.47MPa及0.52MPa，并且VonMises应力为7.22MPa，在三种种植体中应力值最小。而3种种植体颈部牙槽骨的DMX位移值分别为0.11×10     

紧咬型磨牙对后牙游离端种植体周围骨组织应力分布的有限元研究

目的　采用三维有限元分析法,分析紧咬型磨牙对种植体及周围骨组织应力分布的影响。方法　采用锥体束CT扫描一成年磨牙症志愿者,通过轮廓提取、三维重建、布尔运算建立带咬合关系的游离端缺失模型。采用参数化建模,建立Ankylos C/X 4.5×11 mm种植体模型。完成模型装配后,模拟紧咬型磨牙载荷与正常咀嚼载荷对模型进行加载,分析种植体与周围骨组织的von Mises应力分布情况。结果　两种载荷下种植体、基台中应力主要集中在其颊舌侧颈部周围,种植体周围骨组织应力主要集中于与种植体颈部接触的颊舌侧骨皮质。紧咬型磨牙载荷下种植体及骨组织的von Mises峰值与高应力分布区均大于正常咀嚼载荷。紧咬型磨牙载荷与正常咀嚼载荷下第一磨牙区种植体周围骨组织von Mises峰值分别为163.27 MPa与24.02 MPa,第二磨牙区分别为135.52 MPa与16.94 MPa。结论　与正常的咀嚼负荷相比,紧咬型磨牙可能导致种植体与其周围骨组织的应力过度集中。     

牙种植体表面多孔层厚度对骨界面应力分布的影响

目的 研究牙种植体表面多孔层厚度对周围骨应力分布的影响.方法 通过采集健康成年男性的下颌骨CT三维数据进行三维重建,建立Ⅲ类下颌骨三维模型,运用UG NX8.0软件绘制实心的和4种不同表面多孔层厚度(0.5mm,1.0mm,1.5mm,全多孔)的种植体模型.将5种种植体模型依次与下颌骨模型进行配准、网格划分和赋予材料学参数,在种植体基台表面施加118.2N的15°斜向力,用ABAQUS有限元分析软件处理运算骨界面的应力.结果 皮质骨和种植体颈部松质骨的应力峰值均随种植体表面多孔层厚度增加而增大(P＜0.05),全多孔组最大(分别为58.3MPa和11.28MPa),实心组最小(分别为50.2MPa和9.68MPa).种植体根端松质骨的应力峰值无显著差异(P＞0.05).结论 在种植体表面引入多孔结构以及增加多孔层厚度,能增大种植体周围骨应力,缓解应力遮蔽效应.     

种植体根尖部与上颌窦底皮质骨的关系对上颌后牙区种植影响的三维有限元分析

目的    利用三维有限元分析方法评估种植体根尖部与上颌窦底皮质骨的关系对上颌后牙区种植的生物力学影响。方法    应用计算机辅助设计（computer assisted design,CAD）软件建立标准种植体及上颌后牙区三维有限元模型（M1 ~ M6）,皮质骨厚度均为1 mm,依据牙槽骨高度不同（10 ~ 14 mm）,种植体根尖部与上颌窦底皮质骨的关系如下。M1：种植体根尖部穿通上颌窦底皮质骨（窦底皮质骨的上表面与种植体根尖部位于同一平面）;M2：种植体根尖部进入窦底皮质骨厚度的一半;M3：种植体根尖部恰好接触窦底皮质骨的下表面;M4 ~ M6：种植体根尖部分别距离窦底皮质骨的下表面1、2、3 mm。采用129 N斜向加载,分别置于即刻负载与常规负载条件下,计算其应力分布、最大von Mises应力、种植体的最大位移和共振频率。结果    除M1即刻负载外,最大von Mises应力均集中于种植体颈部周围的牙槽嵴顶皮质骨表面。无论即刻负载或常规负载下,种植体根尖部进入或穿通窦底皮质骨时,牙槽嵴顶皮质骨的最大von Mises应力降低,窦底皮质骨的最大von Mises应力增加,种植体的轴向共振频率显著增加,颊舌向共振频率显著降低。即刻负载条件下,当种植体进入或穿通窦底皮质骨时,其最大位移尤其是根尖部的最大位移小于其他情况下的最大位移。常规负载条件下,种植体颈部与根尖部的最大位移几乎不受种植体根尖部位置的影响。结论    种植体根尖部与上颌窦底皮质骨的相对位置关系对种植体周围组织的应力分布、种植体的最大位移以及共振频率均有一定影响。种植体根尖部进入或穿通上颌窦底皮质骨有利于改善应力分布,减少种植体根尖部的位移,增加种植体的稳定性,尤其在即刻负载下作用显著。     

CDIC可调磨锥状螺纹种植体经双皮质骨固定后的三维有限元分析

目的采用三维有限元分析方法，计算CDIC可调磨锥状螺纹种植体在上颌中切牙位用传统植入与双皮质骨固定植入方法在生物力学特征上的差异，评价双皮质骨固定法植入的种植体的生物力学相容性。方法建立两组CDIC可调磨锥状螺纹种植体的计算机模型：Ⅰ组模拟传统手术方法，种植体穿过上颌骨牙槽突嵴顶。体部仅在松质骨中。种植体植入长度分别位11mm，13mm，15mm。Ⅱ组模拟种植体根尖部植入到鼻底皮质骨中。形成双皮质骨固位。根据根尖植入皮质骨长度不同，建立种植长度为17mm和17．5mm两种模型。模拟加栽后运用有限元分析软件分析整体和各组件的平均等效应力分布。结果最大应力集中在种植体唇侧颈部，两组间差距很小。种植体一骨结合界上的最大应力分布在牙槽嵴顶皮质骨的唇侧面，Ⅱ组为Ⅰ组的80％左右。结论CDIC可调磨锥状螺纹种植体使用双皮质骨固位法植入，具有良好的生物力学性能。     

圆柱状种植体螺纹的双目标稳健分析

目的:探讨圆柱状V形螺纹种植体螺纹参数变化对骨组织应力大小的影响,为临床设计和选择最佳的螺纹参数提供理论依据。方法:建立了包含圆柱状V形螺纹种植体的颌骨骨块三维有限元模型,设定螺纹齿高(H)范围为0.20-0.60mm,螺纹宽度(W)范围为0.10-0.40mm。在修复体正中分别进行垂直向100N和450颊舌向50N的力学加载。观察H和W变化对颌骨平均主应力(EQV)峰值的影响,同时进行变量对颌骨的敏感度分析。结果:在垂直向加载中皮质骨和松质骨的EQV应力峰值增幅分别为4.3%和63.0%;在颊舌向加载中皮质骨和松质骨的增幅分别为19.3%和118.0%;在各种加载情况下,当变量H位于0.34mm-0.50mm之间,同时变量W位于0.18mm-0.30mm之间时,对颌骨的EQV应力峰值响应曲线的切线斜率位于-1和1之间;变量H比W对颌骨的EQV应力峰值的影响更明显。结论:松质骨的应力大小更易受到螺纹的影响;螺纹对侧向力加载时的力学传递影响更明显;给予生物力学方面的考虑,圆柱状螺纹种植体最佳的螺纹设计为螺纹高度介于0.34mm-0.50mm之间,螺纹宽度介于0.18mm-0.30mm之间;在圆柱状螺纹种植体设计中,相对于螺纹宽度而言应更重视螺纹高度的设计。