种植体深度和加载方向对下颌骨应力分布影响的三维有限元分析

目的分析下颌骨种植体种植深度和加载方向对周围骨组织的应力分布影响,为临床种植应用提供参考。方法CT扫描一位第一磨牙缺失的健康女性下颌骨,运用MIMICS图像重建其几何结构,ADINA建立下颌骨及种植体平齐0mm、高于1mm、低于-1mm骨界面三种有限元模型,分析比较该模型在垂直和颊舌向两种加载方式下周围骨组织内的应力分布。结果两种加载方式下三种模型相比,最大应力出现的部位没有明显变化,但数值发生了很大变化,以低于骨界面-1mm模型数值最大,高于骨界面1mm模型最小。颊舌向与垂直向加载相比,三种模型均呈现颊舌向数值明显高的态势。结论CT扫描最大限度地忠实于个性化的解剖结构,种植体种植深度和加载方向对骨组织内的应力分布有重要影响,本文结果将为临床种植技术提供一定的理论参考。     

不同直径种植体对即刻负载种植体骨界面应力分布的影响

目的建立包含螺纹种植体的下颌骨三维有限元模型,分析不同直径种植体对即刻负载种植体骨界面应力、应变的影响。方法采用CT扫描和自主开发的USIS软件建立不同直径螺纹种植体即刻负载的三维有限元模型,用ANSYS软件分析直径为3.3、4.1、4.8mm的种植体,在垂直和颊舌向45o加载150N力时种植体骨界面的von Mises应力、应变值。结果垂直加载时,种植体骨界面的应力集中于颈部,应变集中于底部颊侧;三种直径种植体骨界面颈部的vonMises应力最大值分别为25、17.6、11.6MPa,应变最大值分别为1853、1303、1293με。颊舌向加载时,种植体骨界面的von Mises应力、应变值均明显增大,均主要集中于颈部舌侧;三种直径种植体骨界面颈部的von Mises应力最大值分别为131.1、78.7、68.1MPa,应变最大值分别为9622、5892和5816με。结论随直径的增大,种植体骨界面的应力、应变都呈下降趋势,以直径从3.3mm增大到4.1mm最为显著。认为采用即刻负载技术的螺纹种植体大小至少要4.1mm×10mm以上,而且要尽量避免受到非轴向力。     

下颌后牙单端桥基牙骨支持组织应力的动力学分析

目的: 建立下颌后牙单端固定桥及其支持组织的三维有限元模型,采用瞬态动力学分析,比较单端桥修复前后基牙骨支持组织的应力分布规律。方法: 用ANSYS 10.0软件对模型施以不同部位和方向的冲击载荷,分析单端桥基牙骨支持组织的应力大小、分布及变化规律。结果: 斜向载荷下,基牙骨支持组织存在明显应力集中;单端桥修复后,应力峰值77.676 MPa位于近缺隙侧基牙的皮质骨颈部;一个咀嚼周期末存在应力残余,其值不显著。结论: 单端桥近缺隙侧基牙承受主要应力,载荷方向影响应力大小及分布,应力峰值小于下颌骨应变极限强度。     

包含种植体下颌骨颏部受力的有限元分析

目的　通过对右侧下颌第1磨牙为种植牙的下颌骨,颏部给予100 N水平力作用的有限元分析,揭示种植体对下颌骨应力传导的影响。 方法　利用CT图像,建立缺失第1磨牙的下颌骨和种植牙的三维有限元模型,保持下颌骨的边界约束,给予颏部100 N的水平外力作用,分析下颌第1磨牙种植牙区域应力变化和整体下颌骨的应力变化。 结果　颏部受到水平外力100 N作用后,右侧第1磨牙种植区域断面应力变化：10.37 mm与86.38 mm位置出现应力最低,其最大应力峰值分别为9.005 Pa、9.067 Pa;52.97 mm位置处出现应力最大,应力的峰值94.962 Pa。左侧第1磨牙断面应力变化：10.82 mm与83.82 mm位置出现应力最低,其最大应力峰值分别为18.227 Pa、8.867 Pa;54.66 mm位置处出现应力最大,应力的峰值93.912 Pa。下颌骨的整体应力变化：颏部受力部位最大,最大的应力峰值为260.524 Pa。 结论　一定条件下第1磨牙位置的种植体植入不影响下颌骨的正常下颌骨的应力传导。     

下颌前伸时下颌骨应力分布的三维有限元分析

目的通过CT技术获取人体下颌各层面的解剖轮廓图，经三维重建从生物力学角度探讨下颌前伸后下颌不同部位的应力分布，为临床功能矫治机理提供理论根据。方法选择处于生长发育高峰期的典型Ⅱ类He患儿，采用CT技术对整个下颌骨进行断层扫描，将其输入计算机给定前伸条件咬合重建，在CAD软件中建立几何模型，将其导入MSC．PATRAN建立有限元模型。结果结果显示髁突后缘及下颌体磨牙区出现拉应力集中区，下颌骨下缘后部及下颌角区为压应力集中区。结论下颌前伸能改变应力分布，有效地治疗骨性Ⅱ类错He。     

不同下颌骨密度对4颗种植体支持Locator式覆盖义齿的有限元生物力学分析

背景:四颗种植体支持的覆盖义齿是下颌牙列缺失的常用治疗方法,而下颌骨的骨密度会影响生物力学结果、种植体支持修复体的稳定和周围组织的健康,进而影响长期治疗效果。目的:通过三维有限元分析评价骨密度对使用Locator附着体固定的四颗种植体支持的无牙下颌覆盖义齿应力分布的影响。方法:选择4例无全身系统性疾病的男性下颌牙列缺失患者,建立三维有限元模型,4例患者均已安装四颗种植体支持的Locator式下颌种植覆盖义齿,基于其锥形束计算机断层扫描数据建立基于4种不同骨类型(类型1、2、3和4,对应骨松质的弹性模量依次为9.5,5.5,1.6,0.69GPa)的4个无牙下颌骨模型(M1、M2、M3和M4),均通过4颗种植体支持的Locator附着体种植覆盖义齿修复。在右下第一磨牙上施加3个方向120 N的力后,测量骨密质、骨松质和种植体上的von Mises应力。结果与结论:(1)对于骨密质(或骨松质),在模型M1、M2、M3和M4的种植体周围区域出现了最高的应力集中,主要在远端种植体的右侧(加载区域),在3种载荷条件下,骨密质最大vonMises应力从模型M1逐渐增加到模型M4,骨松质的最大von...     

两种颌间牵引对下颌骨微种植体及周围影响的三维有限元分析

背景：有限元分析能够模拟正畸治疗方法,并对模型进行生物力学分析,此方法被认为是一种重要的、新的正畸生物力学分析方法。 目的：以三维有限元方法分析下颌骨微种植体及周围牙齿在颌间Ⅱ类、Ⅲ类牵引状况下的应力分布。   方法：选择一个牙列完整(无第三磨牙),咬合关系正常,后牙中性颌,无任何颞下颌关节紊乱症状和体征及病变的成年女性志愿者,24岁。采用螺旋CT对志愿者行闭口位头颅CT断层扫描,应用Ansys多种软件结合的方法,建立颞下颌关节、下颌骨及下颌牙列、微种植体的三维有限元模型,模拟临床颌间Ⅱ类、Ⅲ类牵引对微种植体及周围牙齿应力的影响,并对其进行分析。根据方向分别加载,力值为1 N。 结果与结论：①所建三维有限元模型具有较好的几何相似性。②颌间Ⅱ类牵引：种植钉在上颌在尖牙和第一前磨牙之间,下颌在第二前磨牙和第一磨牙之间。第一磨牙应力分布大于第二前磨牙,但第二前磨牙牙周膜应力分布大于第一磨牙牙周膜。③颌间Ⅲ类牵引：种植钉在上颌在第二前磨牙和第一磨牙之间,下颌在尖牙和第一前磨牙之间。下颌尖牙及其牙周膜应力分布大于下颌第一前磨牙。④微种植体及周围牙齿在进行颌间牵引时应力分布变化微小。     

下颌骨的应力迹线与骨小梁构筑的关系

根据下頜光弹的等倾线图,描绘出主应力迹线规迹。在下颌侧位X线照片和去除唇侧及颊侧密质骨板的标本上,观察骨密质和松质的配布,以及骨小梁的排列和方向,试行探讨骨小梁方向与主应力迹线的关系。用光弹法求得的主应力迹线有两个系列:S_1系在下颌体近水平方向,在下颌支近垂直方向分布;S_2系力线与S_1系诸力线呈正交。在标本和X线照片上,主应力迹线规迹不同程度地在骨小梁的排列上有所反映。     

种植体结构改变对种植体-骨界面皮质骨区应力影响的三维有限元分析

背景：种植体-骨界面的生物力学效应是骨吸收重要的影响因素之一。模仿天然牙周膜的新结构种植体或可改善其界面应力的分布情况。 目的：探讨不同的咬合负载条件下,改变传统种植体内部结构对种植体-骨界面皮质骨区应力分布、峰值的影响,为新结构种植体的优化设计及临床应用提供理论依据。 方法：用Pro/ENGINEER软件建立新结构的种植体(模型A)与无螺纹的传统柱状种植体(模型B)的数字模型,采用Ansys软件分析在相同骨质及相同受力环境下种植体-骨界面皮质骨区应力峰值、应力带分布的变化规律。 结果与结论：垂直加载时,模型A在不同受力大小时应力峰值均较模型B降低17.54%;45°加载时,模型A应力峰值较模型B降低(2.59%),模型B的高应力区向颊侧集中趋势明显。咀嚼模拟加载时,模型A的应力峰值均较模型B低,其差值在施力方向与种植体轴向夹角(β)等于12°时最大(0.353 2 MPa),在β > 12°后逐渐减小;并且模型A在促进骨组织生长最适应力峰值、维持骨组织健康应力峰值两个量化指标中,均比模型B适用角度范围大(A：0°-28°,0°-58°;B：0°-24°,0°-56°)。提示优化设计种植体结构的改变可改善种植体-骨界面皮质骨区的应力分布,降低应力峰值,可在更大范围内降低骨皮质吸收的风险。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

下颌骨角部受力时应力分布的三维有限元分析

背景：关于下颌骨撞击后,下颌骨不同部位的骨折危险性的相关研究比较薄弱。 目的：应用有限元方法分析下颌骨角部受瞬间外力作用下应力分布的情况和特点。 方法：采用薄层CT扫描技术、医学影像三维重建软件Amira联合Unigraphics NX造型软件建立下颌骨三维模型。在Ansys软件中,于左侧下颌角区分别施以与矢状面垂直,平行的两个不同方向的1 000 N压力,获取受力后下颌骨应力分布状况和薄弱区域受力大小。 结果与结论：建立了下颌骨有限元模型,当左侧下颌角受到水平向右垂直于矢状面的外力时,左右两侧的下颌角及髁状突颈部极易造成骨折,正中联合区域内侧面,左侧颏孔区可能会出现骨裂,而右侧颏孔区仅会造成轻微损伤。当左侧下颌角下缘受到垂直向上平行于矢状面的外力时,左右两侧的下颌角及髁状突颈部极易造成骨折,正中联合区域内侧面和左侧颏孔区可能会出现骨裂,而右侧颏孔区仅会轻微损伤。提示当下颌骨角部受到瞬间外力时,应力主要集中在下颌骨的薄弱区域,应力较大部位与骨折易发部位密切相关。且在薄弱区域中,两侧下颌角及髁状突颈部的损害最为严重。     

基牙数目对游离端附着体义齿支持组织应力分布的影响

目的探讨不同基牙数目下,下颌双侧游离缺损冠外附着体义齿支持组织的应力分布情况。方法建立下颌KennedyⅠ类牙列缺损冠外附着体义齿修复的三维有限元模型,分析在垂直载荷作用下采用不同基牙数目时,基牙牙周组织及缺牙区牙槽嵴的von Mises应力分布。结果末端基牙牙周膜应力集中区位于远中的牙颈部,牙槽嵴的高应力区主要位于牙槽嵴顶的近远中两侧。随着基牙数目的增加,基牙牙周组织及缺牙区牙嵴的最大应力值都呈下降趋势,应力分布趋于均匀。当基牙数目从1颗增加到2颗时到再增加到3颗时,牙周膜的最大应力约呈等梯度下降,而基牙牙槽骨和牙槽嵴的下降量则明显减少。结论在下颌游离缺损修复中,冠外附着体义齿支持组织应力的减少与基牙数目的增加不完全成比例,在临床上应根据具体的情况确定联合基牙的数目。     

种植体长度对即刻负载种植体骨界面生物力学分布的影响

目的　建立包含不同长度标准直径种植体的下颌骨三维有限元模型,分析不同长度种植体对即刻负载种植体骨界面应力应变分布的影响。方法　采用薄层CT扫描下颌骨和自主开发的USIS软件建立直径4.1mm不同长度螺纹种植体即刻负载的三维有限元模型,用ANSYS软件分析长度分别为6、8、10、12、14mm的种植体,在垂直和颊舌向45°加载150N力时种植体骨界面的von Mises应力、应变值。结果　随着种植体长度的增加,种植体骨界面的应力和应变值均呈下降趋势。垂直加载时,骨界面应力值在种植体长度从6mm增加到14mm分别下降14.9%、8.4%、11.3%和11.2%;其应变值分别下降23.4%、12.6%、12.7%和14.4%。颊舌向加载时,骨界面应力值在种植体长度从6mm增加到14mm分别下降19.23%、7.77%、5.2%和3%;其应变值分别下降18.2%、23.6%、10.5%和12.9%。种植体骨界面应力值在长度从6mm增加到8mm时下降最明显,尤其是颊舌向加载时。种植体骨界面应变值也是在长度从6mm增加到8mm及8mm增加到10mm时下降最明显。结论　种植体长度的增加能降低骨界面应力和应变值,呈负相关关系;但只在长度从6mm增加到8mm时应力值降低才较明显。这提示临床上尽量不要采用长度为6mm的种植体,并应适当地选择足够长度的种植体。     

后部结构切除对腰椎应力分布影响的三维有限元分析

本文应用三维有限元方法研究了后部结构切除后腰椎应力分布的变化.结果表明.后部结构切除对腰椎的应力分布未发生明显影响,但各部分的应力水平均有所上升。并就与此有关的临床问题进行了讨论.     

Finite element analysis of the influence of different implant designs on the stress of mandibular edentulous jaw

BACKGROUND: The implant fixed complete denture for mandibular edentulous jaws has become one of the main clinical restoration methods. Mechanical studies on different implant designs can help clinical selection of implant designs in line with biomechanical principles, which is beneficial to maintain the long-term stability of implant dentures. OBJECTIVE: To establish the models for the distribution of different implant sites with the same cantilever length, and to analyze the influence of implant sites, the symmetry of implant distribution and the number of implants on the stress distribution around the abutment, implant, and bone tissue. METHODS: Cone beam CT data of an edentulous mandible were selected. The cone beam CT data, implant, abutment, and crown restoration data were used to create finite element model of different transplantation sites and regions, and different number of implants. The premolars and molars regions were bilaterally subjected to a vertical load of 150 N. The software was used to calculate the stress of the abutment, implant, and bone tissue, and then statistical analysis was performed. RESULTS AND CONCLUSION: (1) When the frontmost implant was closer to the front, the stress on the abutment, implant and bone tissue would gradually decrease. For four implants, when the number of implants located at and before the lateral incisor was 2, the bone tissue stress value was the smallest, and there was a statistical difference in the stress value with 1 and 0 implants (P < 0.05). For five implants, when the frontmost implant site was located at and before the lateral incisor, there was a statistical difference in the stress value with the canine and later (P < 0.05). Therefore, when the length of the cantilever was fixed (10 mm in the experiment), the foremost implant of 4 or 5 implants should be placed in the lateral incisor and the front site. When there were four implants, the number 2 of implants before the lateral incisor was a better choice (2) When the cantilever length and anterior-posterior spread (the distance between the frontmost implant and the two farthest implants) remained unchanged. The symmetry of the model had no statistical difference in the stress distribution around the abutment, implant and bone tissue (P > 0.05). Therefore, the implants were not arranged in accordance with the principle of symmetry when the cantilever length and anterior-posterior spread remained unchanged. (3) When the number of implants was four, the stress around abutment and implant was significantly larger, and the difference in stress was statistically significant with five and six implants (P < 0.05). Therefore, five or more implants are better for the implant fixed complete denture. © 2022, Publishing House of Chinese Journal of Tissue Engineering Research. All rights reserved.     

上颌支抗磨牙的应力分析

本文用三维光弹性法分析了上颌第一磨牙在支抗弯曲作用时，磨牙牙槽骨内的正应力及切应力分布规律，求出最大正应力和最大切应力值及其所在部位。同时用三维有限元法进行了部对比计算，结果相近。     

MC CAD/CAM全瓷冠三维有限元应力分析

目的运用三维有限元法分析CAD/CAM全瓷冠受载的应力分布规律,为指导CAD/CAM全瓷冠的临床应用提供理论依据。方法建立下颌第一磨牙MC陶瓷全瓷冠三维有限元模型,全瓷冠设计为单层结构和底层-饰瓷复层结构两种形式,垂直面加载600N,分析不同模型的应力分布。结果全瓷冠在受载时的应力分布形式基本相同,最大应力都在修复体加载点周围,位于面加载点下方,从加载点向周围逐步递减,牙本质内应力较低,分布较均匀,全冠内应力相对较高;两种形式的全瓷冠应力分布无明显差别。结论单层和底层-饰瓷复层两种形式对MC全瓷冠应力分布无明显影响,全瓷冠的面接触点和边缘的强度对其长期应用的完整性影响较大。     

镫骨固有三维运动模式的有限元分析

目的:探讨镫骨的固有振动模式,以研究镫骨在能量传输过程中的有效运动方式.方法:通过人体左侧颞骨标本连续切片,获取镫骨及相关结构的图像数据,采用SURFDRIVER-GEOMAGIC-HYPERMESH-ANSYS联合建模求解技术,进行几何建模、材料模型选取、网格剖分、边界条件定义、Block Lanczos法模态分析求解.结果:模态频率结果显示,前20阶模态频率基本呈非线性单调递增趋势,前6阶频率值平缓,第7阶以后频率值陡增.前6阶模态振型可见镫骨有活塞运动、摆动、平移、转动等运动模式,各阶次5个节点(上、下、前、后、中)均伴有镫骨底板活塞运动,且第3阶5个节点镫骨底板活塞运动方向一致、幅度达最大值.结论:镫骨底板活塞运动伴随前6阶各频段,该形式是推动声波传递最有效的模式和镫骨的固有振动模式.