计算机辅助设计下颌骨带种植体三维钛网的实验研究

目的:探讨利用计算机辅助方法,制作可用于下颌骨个体化功能性重建的修复体,为下颌骨个体化功能性修复探索新的方法。方法:首先通过CT扫描获取下颌骨断层解剖信息,然后运用三维重建、镜像及快速原型技术获得拟修复下颌骨复原实体模型,在此基础上利用铸造手段完成个体化三维钛网修复体的制作,然后将种植体与钛网相连接,构建个体化功能性修复体。结果:以CT扫描获取下颌骨断层解剖信息为基础,通过计算机辅助成功制作了带种植体的个体化钛网修复体,与相应的下颌骨标本连接匹配良好,个体化恢复了骨缺损的连续性,所带种植体为进行种植义齿修复恢复理想的咀嚼功能提供了可能。结论:在CT扫描获取下颌骨原始解剖信息的基础上,通过计算机CAD/CAM过程,能够成功构建下颌骨个体化功能性修复体,为临床个体化功能性颌骨重建提供了一种新的途径。     

个体化下颌修复体三维有限元模型的建立及优化设计研究

目的对采用现行设计方案下设计出的个体化下颌修复体修复后的下颌骨双侧髁突进行生物力学分析,根据应力分布情况,提出初步的个体化下颌修复体的结构优化设计方案,为以后下颌骨缺损的个体化功能性修复奠定一定的基础。方法建立正常下颌骨的三维有限元模型,利用CAD软件模拟下颌骨的部分缺损,并设计两种不同厚度的个体化修复体加以修复,然后进行三维有限元建模和应力分析。结果成功建立了两种工况下的下颌骨三维有限元模型。力学分析结果显示:应力在两种工况下都能通过修复体有效的传导,但常规工况条件下,双侧髁突应力分布在前斜面呈现明显不对称性。而在对照工况条件下,两侧髁突应力大小与分布较一致对称。结论建立的修复体修复的下颌骨三维有限元模型及力学分析结果可以为以后修复体的结构优化设计提供借鉴和参考。     

计算机辅助设计制作上颌骨修复体的实验研究

目的利用计算机辅助方法设计制作上颌骨个体化修复体。方法通过CT扫描获取上颌骨三维数据信息,运用三维重建、镜像及快速原型技术获得模拟修复上颌骨模型,在此基础上利用铸造法完成个体化上颌骨修复体的制作。结果以CT扫描获取上颌骨三维解剖信息为基础,通过计算机辅助设计成功制作上颌骨个体化钛网修复体。结论在CT扫描获取上颌骨原始解剖信息的基础上通过计算机辅助设计制作过程能够成功构建上颌骨个体化功能性修复体。     

下颌骨缺损腓骨重建的三维有限元应力分析

目的建立下颌骨缺损腓骨重建有限元模型,对模型进行定量的三维有限元应力分析,为临床下颌骨修复重建提供理论依据和指导。方法通过螺旋CT扫描、CAD/CAM软件,建立下颌骨缺损腓骨重建有限元模型,模拟3种下颌骨缺损类型,对模型进行定量的三维有限元应力分析,了解下颌骨重建后应力分布特征。结果建立了3种与临床相似的下颌骨部分切除腓骨重建的三维有限元模型。各腓骨重建模型的应力分布与正常模型有明显差别,最大应力出现在腓骨和下颌骨交界处。腓骨重建模型各兴趣区Von Mises应力和最大主应力与正常下颌骨模型相比,除健侧（左侧）髁突区外多数兴趣区均有显著差异。结论应用CT扫描、计算机建模和有限元分析软件,可以建立模拟腓骨重建下颌骨缺损的三维有限元模型。下颌骨缺损腓骨重建后,下颌骨的应力出现显著改变,而这一改变在手术侧的髁突和髁颈表现最为明显。     

全牙列下颌骨体部三维有限元模型操作平台的构建

目的探讨建立正常人全牙列下颌骨体部三维有限元模型的方法,为下颌骨体部及下牙列的生物力学分析提供一个操作平台。方法应用CT获取层厚为0.1 mm的CT断层影像,经自编软件提取部分图片轮廓关键点,运用自编程序生成Ansys可识别文件,在Ansys三维有限元分析软件中建立下颌骨体部及下牙列三维有限元模型的分析操作平台。结果建立了更精确、模拟功能更强的含下牙列的下颌骨体部三维有限元模型操作平台,既能精确显示其三维空间结构和形态,又能模拟临床各种牙列缺损状态。结论建立牙尖形态逼真、可作灵活模拟操作的含下牙列的下颌骨体部三维有限元模型,为进行临床各种牙列缺损状态及其修复的生物力学分析提供良好的平台。     

下颌骨缺损肋骨移植术后种植设计及生物力学评价

目的:通过对单侧肋骨移植术后种植体植入的下颌骨进行几何模拟和有限元分析,评价其生物力学情况以指导,此类颌骨的种植修复。方法:基于CT扫描和图像处理技术,建立下颌骨缺损肋骨修复的几何和有限元力学模型。结合修复需要,利用计算机模拟种植部位并进行有限元分析,评价该种植设计方案的可行性和生物力学性能。结果:该患者下颌骨肋骨移植术后可进行种植修复,种植后应力集中于35近中区域,可垂直肋骨植入,后期需进一步制作赝复体,调整咬合关系。结论:可通过术前CT图像处理技术及生物力学分析,设计种植体位置和角度,后期制作赝复体、调,减少应力,提高肋骨移植术后下颌骨种植修复的精确性和成功率。     

单侧上颌骨缺损修复三维有限元模型的建立及力学分析

目的:建立单侧上颌骨缺损的三维有限元模型,对传统单侧上颌骨缺损修复方法进行力学分析。方法:采用螺旋CT扫描、数字影像传输,应用课题组自行开发的软件MedGraphics、UG和ANSYS软件,建立单侧上颌骨缺损及带中空阻塞器修复体的有限元模型,并对传统中空阻塞器的赝复体进行三维有限元力学分析。结果:获得了单侧上颌骨缺损状态及带中空阻塞器修复体的三维有限元模型,传统中空阻塞器的赝复体健侧后牙受力较为均匀,应力集中区域位于健侧腭部基托的近前牙区。结论:建立的单侧上颌骨缺损及带中空阻塞器修复体的有限元模型具有良好的生物相似性和几何相似性,传统中空阻塞器的赝复体符合生物力学要求。     

模拟下颌骨骨折内固定以及骨折愈合进程的三维有限元模型的建立

目的:探讨利用螺旋CT扫描建立下颌骨、模拟下颌骨骨折、骨折内固定以及愈合进程的三维有限元模型的途径。方法:对正常志愿者颌面部进行螺旋CT扫描,使用计算机图像处理软件,获取下颌骨解剖结构的三维坐标数据库;输入ANSYS前处理程序,获取正常下颌骨三维有限元模型。结果:获得了形态细致逼真、相似性好的健康人下颌骨三维有限元模型,建立了模拟骨折、骨折内固定以及骨折愈合进程的下颌骨三维有限元模型。结论:应用螺旋CT扫描、计算机图像分析技术与Ansys前处理程序相结合的方法,建立正常下颌骨、模拟下颌骨骨折、骨折内固定以及愈合进程的三维有限元模型的方法是可行的。     

应用Mimics和ANSYS软件建立下颌骨三维有限元模型的方法学研究

目的:探讨一种高效的三维有限元建模方法,为下颌骨的整形修复提供生物力学仿真基础。方法:对1名男性志愿者进行下颌骨螺旋CT扫描,将获取的Dicom格式数据在Mimics 10.01软件中进行完整下颌骨3D重建和面网格划分,所得的.lis文件导入ANSYS 12.0软件完成体网格划分并写出PREP7文件,再将PREP7文件导入Mimics 10.01进行赋值,最后导入ANSYS 12.0生成完整下颌骨的三维有限元模型。结果:建立了人体完整下颌骨的三维有限元模型,共得到51 735单元和78 993节点,根据CT值为下颌骨赋予了10种不同的材料属性。结论:高效、精确地建立了人体下颌骨的三维有限元模型。     

个体化3D打印钛合金下颌骨植入体的设计制作与临床应用

目的:通过钛合金3D打印技术的拓展,对个体化钛合金下颌骨植入体的设计、制作与临床应用进行探讨。方法:1)对1例单侧下颌骨体部与升支造釉细胞瘤患者,在手术前对下颌骨作薄层螺旋CT扫描,然后采用计算机辅助技术,进行下颌骨三维重建、模拟病变切除、镜像修复及植入体的设计,同时通过力学分析对植入体进行生物力学优化;2)将设计完善的下颌骨植入体数据输入钛合金3D打印设备,完成解剖形态个体化的下颌骨钛合金植入体制作;3)根据术前设计进行病变侧下颌骨切除,术中即刻将下颌骨植入体植入。结果:基于钛合金3D打印技术设计和制作的下颌骨植入体,在解剖形态上完全达到个体化三维仿真,与健侧下颌骨对称一致,缺损下颌骨的解剖形态即刻得到个体化修复重建。结论:钛合金3D打印技术使得解剖形态高度个体化仿真的下颌骨植入体的设计制作和临床应用成为现实,优化设计的钛合金下颌骨植入体力学性能优良,重量轻,制作精度高,为下颌骨节段性缺损的修复重建提供了一种理想的方法。     

犬下颌骨节段性缺损的个体化再生修复实验研究

目的:通过实验观察犬下颌骨节段性缺损个体化再生修复的效果,为计算机辅助个体化再生修复下颌骨缺损的技术和方法向临床过渡提供依据。方法:利用计算机辅助设计/制作、快速原型技术等设计制作实验动物下颌骨个体化三维中空钛网修复体,再将其与β-磷酸三钙和松质骨髓植入联合应用于犬下颌骨节段性缺损的修复,通过X线片、大体标本和组织学切片对下颌骨节段性缺损的个体化再生修复效果进行观察。结果:犬下颌骨解剖形态恢复十分理想,组织学和X线摄影观察显示钛网内具有新骨形成,新生骨在3个月时已十分明显和成熟。结论:将计算机辅助技术与骨再生材料联合应用,可望通过骨再生途径实现下颌骨节段性缺损的个体化修复重建。     

腓骨肌皮瓣修复下颌骨节段性缺损术前有限元分析

目的:利用有限元分析方法,探讨血管化腓骨肌皮瓣修复重建下颌骨大范围节段性缺损术后下颌骨偏移的生物力学原因;并通过术后随访,验证分析其有效性,以获得一种能在术前对手术方案设计提供参考的研究方法.方法:选择20例采用血管化腓骨肌皮瓣修复重建下颌骨肿瘤术后缺损的病例,其中10例采用传统手术方式,另10例采用改良数字化导板技术...     

下颌第一磨牙平台转移种植体三维有限元模型的建立

目的 构建下颌第一磨牙平台转移种植体的三维有限元模型.方法 选择健康成年男性下颌骨1例进行螺旋CT扫描,将得到的DICOM数据导入Mimics 10.01软件中,建立下颌骨及牙齿的三维几何模型,并用Geomagic studio12软件进行曲面优化;利用UG NX6.0软件建立平台转移种植系统(韩国DIO种植体系统)的三维几何模型;最后将各部分模型导入Hypermesh10.0软件中进行装配组合、网格划分以及材料属性赋值.结果 成功建立了下颌第一磨牙平台转移种植体的三维有限元模型,该模型与实际模型有高度的几何相似性,其网格质量较高、力学性能好.结论 结合CT扫描技术和多种有限元建模软件能够快速、精确地建立下颌第一磨牙平台转移种植体的三维有限元模型,为后续平台转移种植体进行有效的生物力学研究提供基础.     

牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元建模方法探讨

目的:探索快速建立牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元模型的方法。方法:对犬下颌骨进行多层螺旋CT扫描,运用M im ics软件读取基于实验犬下颌骨CT资料的D ICOM数据形成几何模型,在M agics软件中使用cut工具对几何模型进行切割、粘接,生成实体单元后在MARC软件中完成模型的力学分析。结果:首次建立了牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元模型,模型由五部分组成,可模拟牵张过程,观察任意点的应力、位移情况,并可选取模型的任意部分,查看其相应计算结果。结论:运用专业软件可以快速建立牵张成骨延长犬下颌骨体缺损的有限元模型。     

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。     

下颌前牙金属烤瓷桥三维有限元模型的建立

目的：建立下颌前牙金属烤瓷桥的三维有限元模型，为其生物力学特性的研究提供基础。方法：采用螺旋CT扫描，应用Mimics8．1、Geomagic studio8及Ansys10．0软件分别得到下颌前牙金属烤瓷桥三维外形、实体模型和有限元模型，并对建立的模型进行了可靠性验证。结果：重建的三维有限元模型与实体模型具有高度的几何相似、力学相似性，网格质量较好，并由此证实模型的可行性。结论：将CT扫描技术、数字图像处理技术与有限元方法结合起来，建立出有效的下颌前牙金属烤瓷桥三维有限元模型，为口腔生物力学提供了研究手段。     

含牙种植体下颌骨三维有限元模型的建立

目的:提出一种较快建立含牙种植体的下颌骨三维有限元模型的方法,为口腔生物力学的研究提供数学模型基础。方法:利用螺旋CT扫描,数字影像传输与转录以及UG软件相结合的办法建立含牙种植体的下颌骨三维有限元模型。结果:建成后的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性,模型可以根据需要进行旋转、缩放、透视、剖开等多种方式观察,可以提出组成模型的不同面和体来观察某一部分的情况,还可以根据不同的研究目的和要求删除和添加材料或组织,以及改变组织和材料的特性。结论:将CT扫描技术与有限元方法相结合,建立的三维有限元模型能较真实地模拟实际情况,为口腔生物力学的研究和临床种植设计提供了研究手段。     

个体化钛支架复合珊瑚羟基磷灰石和重组人骨形成蛋白2修复兔下颌骨缺损

目的通过观察个体化钛支架复合珊瑚羟基磷灰石(CHA)和重组人骨形成蛋白2(rhBMP-2)修复兔下颌骨缺损的实验效果,探讨下颌骨个体化修复再生的途径。方法以9只新西兰大白兔为实验对象,采用磨骨术建立兔下颌骨单侧缺损模型,利用计算机辅助设计/制作、快速成型技术等设计制作兔下颌骨个体化钛修复体,再将其与CHA和rhBMP-2复合应用于兔下颌骨标准化缺损修复,通过大体标本观察、骨密度检测、生物力学测试和组织学染色对下颌骨缺损的个体化再生修复效果进行研究。结果兔下颌骨解剖形态恢复理想,生物力学测试、骨密度检测及组织学观察均显示随时间点延长成骨效果呈明显上升趋势(P<0.05),钛支架内具有大量新骨形成,新生骨组织在24周时已明显成熟。结论采用快速成型技术制作的个体化钛支架复合CHA和rhBMP-2,可望通过骨再生途径实现下颌骨缺损的个体化修复重建。     

含矫治器的下牙列及下颌骨三维有限元模型的建立

目的寻求一种较快建立包含矫治器的下牙列及下颌骨三维有限元模型的方法,为牙齿移动生物力学的研究提供数学模型。方法利用薄层CT技术对已使用直丝弓矫治器排齐的下牙列进行扫描,通过数字影像的转换,结合Ansys三维有限元专用软件对CT断层影像进行分析处理和加工。结果建立了较理想的三维有限元模型,包含下颌骨、下牙列、牙周膜、牙槽骨(皮质骨、松质骨)、托槽、弓丝,建成后的有限元模型还可以根据不同的研究目的和要求添加和删除组织或矫治器,以及改变其特性。结论该有限元模型能较真实地模拟实际情况,具有较好的力学和几何学相似性,可被用来进行牙齿移动的生物力学的研究。