颞下颌关节三维有限元建模相关因素分析

颞下颌关节的生物力学研究对理解颞下颌关节病的发生、发展具有重要意义。有限元方法可以分析颞下颌关节各组织受到外力或者发生形变后组织内部的应力和应变情况,但其复杂而且细致的解剖结构导致构建有限元模型的研究总是耗时、昂贵和不可重复。为寻求一种更为快捷、精确的下颌骨三维有限元模型建立方法,提高颞下颌关节有限元建模精度,针对模型与实体几何相似性、生物力学环境仿真模拟等相关因素进行综述。     

三维有限元分析牙种植体孔隙结构设计及生物力学性能北大核心

背景:有研究显示,在设计多孔种植体时可以通过改变孔隙内部单元结构来改变弹性模量,为更好地平衡种植体强度和弹性模量提供新的方法。目的:通过有限元分析不同微观孔结构牙种植体生物力学性能,阐明不同微观孔结构对周围骨应力和种植体力学性能的影响。方法:通过CT扫描建立下颌骨模型和3种不同孔隙结构(传统结构孔隙、复合结构孔隙、G7结构孔隙)的牙种植体有限元模型,孔隙率为40%,多孔层厚度为1.2 mm,孔径为0.45 mm,模拟极限合力状态对每个模型施加载荷,采用ANSYS有限元软件运算并分析周围骨应力及种植体的应变。结果与结论:(1)当种植体受极限合力,传统结构、复合结构与G7结构牙种植体对周围皮质骨等效应力最大值分别为38.324,56.574,64.694 MPa,对周围松质骨等效应力最大值分别为1.836,10.221,9.439 MPa,种植体等效应力最大值分别为156.38,476.23,457.76 MPa;复合结构种植体的最大周围骨应力在促进骨结合的范围内;(2)当种植体只受侧向力时,传统结构、复合结构与G7结构牙种植体应变最大值分别为2.222 9×10^(-2),1.661 9×10^(-2),3.210 9×10^(-2) mm/mm;当种植体只受轴向力时,传统结构、复合结构与G7结构牙种植体应变最大值分别为2.266 2×10^(-3),1.844 6×10^(-3),2.971 5×10^(-3) mm/mm;说明在受侧向静力载荷和轴向载荷时,复合结构种植体的应变最小,产生的微动小,有助于提高骨结合效果;(3)结果表明,随多孔种植体内部孔隙单元结构的变化,周围骨应力发生明显变化,种植体力学性能也发生明显变化,种植体表面多孔结构的单元胞体结构形状的改变显著影响弹性模量和种植体的力学性能,复合孔隙结构的牙种植体与传统结构和G7结构相比具有更好的生物力学性能。     

功能梯度牙种植体三维有限元力学分析与结构优化

背景：将生物活性陶瓷与钛进行整体的梯度设计,从而能最大程度地起到增强种植体早期骨结合与长期稳定的作用。 目的：通过三维有限元方法分析功能梯度牙种植体生物力学特性。 方法：建立功能梯度牙种植体及部分颌骨三维有限元模型。整个功能梯度牙种植体从头部到底部的弹性模量梯度变化分别设计为线性、指数函数、对数函数变化3种情况,以钛种植体为对照组。在Abaqus软件中进行三维有限元应力分析。 结果与结论：与对照组相比,功能梯度牙种植体每一层面上及相应骨界面上的应力均有减小。从种植体头部到底部,种植体表面应力下降为3%~50%,骨界面上应力下降为10%~30%,均以指数函数变化组下降最为明显。提示功能梯度牙种植体的设计能减小种植体与骨界面之间的应力,尤以指数函数变化的设计方案更为明显。     

正畸减数患者后牙前移对颞下颌关节应力影响的三维有限元分析

背景：颞下颌关节紊乱病与颞下颌关节内有高应力密切相关。减数拔牙后伴随着磨牙位置的改变,建立新的咬合关系往往会导致颞下颌关节内应力环境发生改变。目的：在牙尖交错位时,利用三维有限元模型分析正畸减数拔牙后不同程度磨牙前移下颞下颌关节的应力分布。方法：选择在山东青岛市市立医院口腔正畸科就诊的正常牙合患者1例,收集其锥形束CT和MRI数据,分别建立减数前、减数后上下磨牙前移1/3拔牙间隙(拔除4颗第二前磨牙)及减数后上下磨牙前移2/3拔牙间隙(拔除4颗第二前磨牙)的有限元模型,通过建模软件分析牙尖交错位时颞下颌关节各部位的应力分布。结果与结论：(1)减数前后模型中髁突、关节盘、骨关节窝的受力分布基本一致,髁突的应力主要分布于髁突的前部及顶部,关节盘的应力主要分布于关节盘的中带及外侧,颞骨关节窝的应力主要集中分布在关节窝的前部及顶部。与减数前相比,减数后模型中髁突、关节盘及关节窝的等效应力值减小;正畸减数拔牙后,上下磨牙前移1/3拔牙间隙模型中髁突及关节盘的等效应力值小于上下磨牙前移2/3拔牙间隙模型。(2)从生物力学角度上讲,正畸减数拔牙可以降低颞下颌关节的应力,进而提供良好的生物力学环境。     

包含颞下颌关节的下颌骨有限元建模

为获得颞下颌关节下颌骨的应力分布提供更为有效的有限元模型。用Mimics10．0导入正常人的颌面CT建立其下颌各部位的有限元模型,通过CAE软件ABAQUS 6．10进行有限元分析。获得了完整的下颌骨、颞下颌关节有限元模型,及后牙咬合状态下模型各部位应力分布等数据。通过分析数据发现,关节盘高应力区主要集中在关节盘中带和后带,而关节盘各部分应力表现为关节盘颊侧应力高于舌侧,顶部应力高于底部,中带平均应力最大,后带次之,前带最小。     

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。     

不同载荷条件对后牙单种植体义齿下颌骨应力的影响

目的探讨垂直和斜向载荷作用于下颌后牙单种植体支持式义齿不同载荷点对下颌骨应力分布的影响。方法应用部分下颌骨CT扫描图像建立下颌骨的三维有限元模型,根据测量数据建立种植体的三维有限元模型,建立半解剖式种植义齿牙冠的三维有限元模型;在下颌第一恒磨牙种植体义齿各咬合点分别加垂直和斜向载荷,计算下颌骨所受的最大等效应力。结果在垂直和斜向载荷作用下,下颌骨的最大等效应力位于颈周骨皮质的上方;在相同的垂直斜向载荷下,不同咬合点加载时,下颌骨上所产生的最大等效应力有明显差异;同一载荷点在大小相同、方向不同的载荷作用下,下颌骨的最大等效应力有明显差异。结论在垂直和斜向载荷作用下,下颌骨的最大等效应力位于颈周骨皮质的上方,向根尖部递减;远中尖斜向加载时颈周骨皮质的上方的等效应力最大;载荷方式是影响颈周骨皮质应力分布的重要因素。     

不同骨缺损类型牙种植体的三维有限元分析

目的研究动态加载下不同骨缺损类型对种植体-骨整合界面、天然骨与Bio-oss成骨结合界面应力分布的影响。方法应用ANSYS软件,建立第1磨牙缺失并伴有不同类型骨缺损(旁穿型、裂开型、环型、垂直型)的4种模型,并建立各模型对应的植骨块和种植体模型,以200 N垂直载荷及100 N斜向载荷分别模拟咀嚼周期中5个阶段的动态受力过程,分析各组织结合界面应力分布情况。结果 4类骨缺损模型在一个咀嚼周期中,从第2到第4阶段,种植体-骨整合界面应力增幅依次为81.6%、90.7%、106%、182%,Bio-oss成骨与天然骨结合界面应力增幅依次为26%、13%、6%、56%。结论 4类模型的植骨稳定性为:环型骨缺损裂开型骨缺损旁穿型骨缺损垂直型骨缺损,在临床上种植医师应根据其植骨部位甄别出植骨高风险患者,治疗时应为骨植入材料选择不同的固定方式,最终提高植骨稳定性;垂直载荷更有利于各组织结合界面的应力分布状况,在临床设计种植义齿上部结构时应尽量减小或避免斜向载荷。     

两种直径种植体对上颌窦黏膜形变影响的有限元分析

背景：上颌窦黏膜形变温和均匀是减少骨挤压式上颌窦提升手术中黏膜穿孔的重要因素。 目的：比较两种直径种植体对上颌窦黏膜形变的影响。 方法：在ANSYS有限元软件的特定单元中分别建立直径4.1 mm和4.8 mm的ITI种植体与厚0.3 mm的上颌窦黏膜的有限元模型,模拟上颌窦提升手术抬高黏膜,根据大变形理论计算不同提升高度黏膜表面Von mises应力值。 结果与结论：结果显示,最大Von mise应力发生在黏膜中心,最小Von mise应力发生在黏膜边缘。两种直径种植体对黏膜中心作用力差异无显著性意义(P > 0.05),而对黏膜边缘作用力,直径4.8 mm种植体较4.1 mm种植体具有更加均匀温和的作用力。因此,在骨宽度允许的情况下,直径4.8 mm的种植体更适合用于骨挤压式上颌窦提升手术。     

超短种植体不同修复方式的三维有限元分析

背景：在超短种植体修复过程中,不同的修复方式与不同方向的咬合受力等因素影响着种植体内部结构及植体-骨界面处应力的分布,其决定着种植体存留时间及周围骨质水平的稳定性。目的：分析超短种植体植入牙槽骨严重吸收(距下颌神经距离不足)的第一、二磨牙区后,不同修复方式对种植体及周围骨组织应力的影响。方法：从新疆医科大学第二附属医院口腔科选取一名患者的锥形束CT影像资料,该患者下颌第一、二磨牙区需行种植修复,并且满足颌骨骨质分类中的Ⅱ类骨质,种植体选用超短种植体2枚(Φ5 mm×5 mm)。依据锥形束CT影像资料,建立下颌骨三维模型,随后构建下第一、二磨牙区种植体联冠修复体模型或2颗单冠修复体模型,在第一、二磨牙区施加垂直于牙体长轴与牙体长轴呈45°斜向的力(作用点分别位于牙合面窝沟与颊侧牙合1/2面上,第一、二磨牙的作用点上各施加150 N)。应用有限元软件分析种植体内部各个结构与骨组织的应力分布。结果与结论：(1)施加垂直载荷时,采用单冠修复时,牙冠的应力集中均位于冠的内侧壁与基台连接处,各组件应力峰值集中于中央螺丝上;采用联冠修复时,牙冠的应力峰值集中于联冠连接体靠近龈缘处,各部件应力峰值集中...     

上颌第一磨牙弯曲牙根生物组织应力的三维有限元分析

背景：根据弯根牙牙周膜应力分布为口腔临床工作者提供正畸施力的方式和大小,以此来优化正畸力系统设计。 目的：探讨上颌第一磨牙弯曲牙根受到正畸力作用下牙根及牙周膜的应力分布情况。 方法：选用正常形态和牙根弯曲的上颌第一磨牙作为建模素材,应用CT机扫描,ANSYS Workbench 11.0 有限元分析软件建立上颌第一磨牙及其牙周膜的有限元模型,应用6种不同载荷方式对模型进行加载,分析其应力分布情况。 结果与结论：弯根牙应力集中区主要在牙颈部,其次是根尖部,牙齿在做整体移动时其牙根、牙周膜、牙槽骨应力最小。对于弯根牙的矫治需要更准确的定位以及更合理的牵引力。     

迷你种植体支持的下颌覆盖义齿三维有限元分析

文题释义： 迷你种植体：通常是指直径在1.8-2.9 mm的小直径种植体。它从1990年开始被引入口腔治疗,最开始迷你种植体主要用于正畸治疗和临时修复体,结果发现这些种植体与骨形成了良好的骨整合,很难将其移除。2012年FDA认可了迷你种植体可以作为临时和永久的修复治疗方式。 三维有限元法：是一种利用计算机软件和三维数据对真实物理系统进行模拟,建立三维模型进行数值计算的方法。三维有限元法计算精度高,并且能仿真模拟各种复杂形状和物理性能,因而逐渐成为应用广泛的力学和工程分析手段。当前,三维有限元法在口腔医学研究特别是种植修复治疗中的应用已越来越多。 背景：在下颌骨颏孔间区域植入2-4枚种植体行种植体覆盖义齿,已被广泛应用于下颌牙列缺失修复中。但对于下颌骨吸收严重的患者,传统尺寸种植体植入受限,因此植入迷你种植体是一种较好的选择。 目的：对比分析常规和迷你种植体支持下颌全口覆盖义齿的生物力学特征,揭示不同种植修复方式对种植体及其周围组织的影响。 方法：获取1例身体健康全口无牙拟行种植体支持式覆盖义齿患者的锥形束CT资料,利用其影像学资料和种植体、附着体三维数据建立4个不同修复方式的模型：2枚常规种植体、4枚常规种植体、4 枚迷你种植体、5枚迷你种植体分别联合球帽附着体支持的下颌全口覆盖义齿。在双侧后牙区分别施加垂直向150 N的垂直向载荷,比较分析各模型的骨组织应力、种植体位移及种植体应力等生物力学性能。 结果与结论：①4枚常规种植体模型的骨组织最大应力值最小,为2.71 MPa;4枚迷你种植体模型的骨组织最大应力值最大,为7.93 MPa;4枚常规种植体模型的种植体最大位移值最小,仅为1.37 µm,2枚常规种植体模型的种植体最大位移值最大,为1.57 µm;4枚常规种植体模型的种植体最大应力值最小,为12.90 MPa;4枚迷你种植体模型的种植体最大应力值最大,为22.17 MPa;虽然4枚迷你种植体模型的骨组织应力、种植体位移与种植体应力均略大于4枚常规种植体模型,但其数值在可接受的范围内;②在相同直径的种植体模型中,随着种植体数目的增加,骨组织应力、种植体位移和种植体应力值均减小,这些指标的分布更加均匀;③三维有限元分析结果提示,迷你种植体(4枚或5枚)联合球帽附着体支持下颌全口覆盖义齿是一种可接受的修复方式。 ORCID: 0000-0003-3997-5668(陈俊良) 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     

三维有限元分析不同生物力作用的上颌第一前磨牙三维有限元分析不同生物力作用的上颌第一前磨牙

背景：应用有限元分析法对微种植钉支抗的生物力学研究较少见,而有限元模型的准确性与否是决定了有限元分析结果的重要因素。 目的：建立上颌第一前磨牙的三维有限元模型,并分析不同角度生物力作用于上颌第一前磨牙的移动特点。 方法：利用牙科CT扫描上颌第一前磨牙获得数据,通过Mimics软件实现CT图像与三维模型的转换,根据DICOM数据建模法建立三维有限元模型,模拟在不同角度微种植钉支抗施力下进行生物力学实验,分析上颌第一前磨牙的位移情况。 结果与结论：应用此方法获得上颌第一前磨牙的三维有限元模型的方法简便、精确,能最大程度的真实模拟生物力学实验,上颌第一前磨牙在微种植钉支抗作用下,产生远中倾斜移动、远中舌向旋转和压低运动的复合运动趋势。     

不同腰椎生理曲度下牵引的三维有限元分析

文题释义：腰椎牵引：是指令患者平卧于治疗床上,使用束带将患者前臂固定,达到医者固定患者双臂的目的;波浪式滚动气柱以腰背部为作用点进行顶推,控制多层气柱叠加高度使受试者腰部逐渐过伸牵引脊柱关节,实现对软组织的牵伸,并结合自身重力过伸牵引脊柱关节,能够增大椎间隙及调整椎小关节,最终达到理筋整复的作用。 三维有限元分析：是指在获取腰椎的CT图像数据,并导入到Mimics等软件当中建立的有限元模型基础上,将L₃的发生的位移变化带入MSC.Nastam软件中,高度仿真模拟人体在不同生理曲度下,计算分析出全腰椎各节段椎体、椎间关节、椎间盘、前纵韧带的应力值及分布情况的变化。 背景：近年来利用有限元分析方法研究腰椎生物力学成为热点,研究认为腰椎生理性前凸可减少腰椎间盘压力负荷,而对腰椎起保护效应。 目的：研究腰椎在正常生理曲度、屈曲位及最大过伸位下进行腰椎牵引时对L₁-L₅腰椎各节段的生物力学效应,并评估腰椎牵引的最佳生理曲度。 方法：选取1名健康男性志愿者,26岁,身高174 cm,体质量60 kg,既往体健,排除腰椎骨骼异常疾病。以受试者L₃为作用点徒手操作南少林倒盖金被法,利用DR机分别获得受试者腰椎起始位和最大过伸位的腰椎侧位片,构建全腰椎有限元模型。计算腰椎不同生理曲度下全腰椎各节段椎体、椎间关节、椎间盘、前纵韧带的应力值及分布情况的变化。研究方案的实施符合福建中医药大学附属康复医院相关伦理要求,受试者对试验过程完全知情同意。 结果与结论：①模拟腰椎前屈、后伸,左右侧弯,左右旋转6种工况活动度：L₁-L₂的前屈与后伸活动度之和为9.31°,左右侧弯9.84°,左右旋转4.43°;L₂-L₃：前屈与后伸10.22°,左右侧弯12.35°,左右旋转4.57°;L₃-L₄的前屈与后伸的活动度之和为11.20°,左右侧弯11.63°,左右旋转5.32°;L₄-L₅前屈与后伸活动度之和13.16°,左右侧弯11.58°,左右旋转5.05°;②在正常生理曲度牵引腰椎时,腰椎各个结构的应力值远大于过伸位牵引的应力值;前纵韧带应力值正常曲度是2.47 MPa,过伸位是21.20 MPa;L₃的椎体应力值达到最大,是过伸位牵引应力值的4倍;L₂-L₃的椎间关节及椎间盘的应力值在腰椎各个节段是最大的;③结果说明,腰椎在过伸位较正常生理曲度牵引下椎体、椎间关节、椎间盘的压力减轻更大,而且前纵韧带的压力值始终在安全范围内。腰椎在过伸位牵引时可能获得更好的临床疗效,同时具备一定的安全性。 ORCID: 0000-0002-4468-1464(李民) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

三维有限元分析钢板内固定治疗跟骨骨折

背景：有多种钢板治疗跟骨骨折,但究竟哪种效果更好,目前尚无定论。 目的：在跟骨骨折三维有限元模型上模拟加载3种类型的钢板,观察比较应力、应变及移位等生物力学性能。 方法：在踝关节中立位和背伸20°位建立跟骨骨折三维有限元模型,分别模拟使用跟骨Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型3种形状钢板对骨折进行固定,加载后计算内固定物自身的应力分布、骨骼的应力分布及骨折块间的移位程度。 结果与结论：①两种体位骨折模型3种固定方式下的钢板应力分布都不均匀,钢板前部应力水平均高于后部,Ⅰ型钢板的应力分布相对比较均匀。②两种体位骨折模型3种固定方式下跟骨的应力最大值均在跟骨前部,而正常跟骨最大应力值在跟结节处,Ⅰ型钢板固定跟骨骨折后骨骼的最大应力值均小于Ⅱ型、Ⅲ型钢板。③两种体位骨折模型3种固定方式下均发生了骨折块间的位移,其位移趋势是一致的。结果显示,与Ⅱ型、Ⅲ型钢板固定相比较,跟骨Ⅰ型钢板固定后所承受应力更小,且应力分布更均匀,较符合生物力学原理。     

上颌后牙区倾斜种植的三维有限元分析

背景：上颌后牙区种植时往往存在骨量不足的情况,采用骨增量技术时有时候因为手术创伤或者费用等原因,患者不愿意接受。为此有学者提出倾斜种植技术,但该技术尚未得到大家认可,缺乏相关科学依据。 目的：观察上颌后牙区种植体连接不同角度基台时种植体周围骨质的应变情况,分析种植体的安全系数,验证上颌后牙区倾斜种植的可行性。 方法：通过建立三维模型,利用有限元软件分析种植体连接不同角度的角度基台时,在相同的力量加载下,观察种植体的安全系数,观察种植体及周围骨质的应力应变情况。 结果与结论：种植体连接不同角度基台时,随着基台角度的增大,种植体周围骨质的最大应变值增加明显,种植体的安全系数逐渐减小。建议上颌后牙区不要采用倾斜种植技术。     

上颌前牙区不同种植修复体在不同咬合受力下的三维有限元分析

文题释义：口腔种植修复体：是一种以植入骨组织内的结构为基础来支持、固位上部牙修复体的缺牙修复方式,它包括种植体、固位螺丝、修复基台及上部修复体,故以上各结构良好的生物力学性能决定着种植修复体的长期稳定性。 三维有限元分析：通过单元格划分将连续的模型划分为有限个单元,后期根据研究的需要赋予其不同的材料性能,模拟生物力学环境,计算其所受应力。自1980年运用于口腔医学研究以来,有限元法已涉口腔种植的各个领域,如通过三维有限元法分析螺纹形态、基台角度、植体类型、颈部设计等因素对种植修复体的影响,目前经过国内外学者的大量研究,三维有限元模型的精确度也已得到了较大提升。 背景：在口腔种植修复治疗中,修复因素与咬合因素影响着植体内部结构及植体-骨界面处应力的分布,植体内部结构及植体-骨界面处应力分布是否平衡决定着种植体的长期寿命与周围骨质水平的稳定性。 目的：探讨与分析二氧化锆全瓷冠与钴铬合金烤瓷冠修复体在3种咬合关系中对植体-骨界面处、种植体、修复基台、固位螺丝及修复体内部应力分布的影响。 方法：参照1例上颌中切牙区行种植体植入修复患者的锥形束CT影像资料,运用Mimics17.0软件建立上颌中切牙种植修复体模型,分别构建二氧化锆全瓷冠与钴铬合金烤瓷冠两种三维有限元模型,模拟对刃合、正常合、深覆合3种咬合状况进行加载,分析在2种修复体与3种加载方式影响下种植体内部各结构与种植体-骨界面的应力分布情况。 结果与结论：①在钴铬合金烤瓷冠组中,当咬合关系由对刃合转变为正常合及深覆合时,修复体咬合位点处应力相应增加,而修复基台、种植体边缘及植体-骨界面处的应力减小;正常咬合关系中固位螺丝处的应力较其他两种咬合方式更为集中,等效应力峰值更高。②在二氧化锆全瓷冠组中,当咬合关系由对刃合转变为正常合及深覆合时,修复基台、种植体及种植体-骨界面的应力峰值呈逐渐下降趋势;正常合时修复体咬合位点及固位螺丝处的应力峰值高于其他两种咬合关系。③对刃合时,钴铬合金烤瓷冠组修复体咬合位点处的等效应力峰值略高于二氧化锆全瓷冠组,修复基台、固位螺丝、种植体与种植体-骨界面的等效应力峰值略低于二氧化锆全瓷冠组;正常合时,钴铬合金烤瓷冠组种植体颈部处的等效应力峰值略高于二氧化锆全瓷冠组,修复体、修复基台、固位螺丝、种植体-骨界面的等效应力峰值略低于二氧化锆全瓷冠组;深覆合时,钴铬合金烤瓷冠组修复体咬合位点处及种植体颈部处的等效应力峰值均高于二氧化锆全瓷冠组,修复基台、固位螺丝、种植体-骨界面的等效应力峰值略低于二氧化锆全瓷冠组。④结果表明,咬合关系与上部修复体的不同影响着应力在种植修复体各结构及植体-骨界面的分布,此结论或许能为种植修复体远期并发症的预测提供参考依据。 ORCID: 0000-0001-8522-5337(安尼卡尔•安尼瓦尔) 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     

单双侧小关节分级切除的有限元分析

目的 :研究单双侧小关节部分和全部切除对腰椎稳定性影响。方法 :采用三维有限元法建立腰椎活动节段 (L3～L4 )的数学力学模型。结果 :全部切除L3～L4 节段间小关节 ,椎间盘纤维环的最大应力由 0 .72MPa上升为 0 .81MPa。活动节段的运动范围在单、双侧小关节切除时有明显增大 ,其最突出的倾向表现在轴向旋转和后伸旋转时 ,而前屈时最小。结论 :小关节不同程度切除后 ,腰椎活动节段纤维环最大VonMises应力的变化与其相对应的活动范围的变化呈明显的相关性。一侧小关节主要是限制活动节段向外侧扭转和向对侧弯 ,而对同侧的限制作用则较小     

下颌三维有限元建模与动态载荷下的应力分析

目的:研究并完善基于锥形束CT（CBCT）图像的牙列、颌骨和牙周膜的三维有限元建模方法,分析模拟咀嚼动态加载时的应力分布。方法:选择一名牙列整齐、无牙体缺失、牙周健康的女性志愿者,用CBCT扫描头骨,从图像中提取下牙列与下颌骨模型,修复缺陷并进行曲面优化,对牙周膜建模并装配各部分构成三维实体模型,接着定义材料属性、划分网格、设置约束、施加载荷,分析牙列与周围骨组织在动态载荷作用下的应力分布。结果:成功构建人体下牙列、牙周膜和下颌骨的三维有限元模型。在动态加载下,等效应力峰值（44.73 MPa）位于下颌第一磨牙牙根处,牙周膜与牙颌骨在斜向载荷下会出现应力集中现象。结论:利用CBCT扫描结合多种软件可建立仿真度良好的下颌三维有限元模型,适用于后续生物力学研究。在Mimics软件中用不同阈值提取模型可使结果更精细。减小颊尖倾斜度降低受到的剪切力可改善应力集中现象。     

咀嚼肌牵动的下颌骨三维有限元建模与数值分析

目的：应用有限元方法分析咀嚼肌牵动的下颌骨应力状态。方法：采用数字中国人下颌骨CT图像三维重建，生成有限元模型，通过解剖学研究和测量，确立颞肌、咬肌、翼内肌、翼外肌的附着部位面积和肌力线方向。结果：建立了咀嚼肌牵动的下颌骨生物力学分析模式，有限元计算得到下颌骨应力分布状态，Von Mises应力主要集中于髁突，冠突，咀嚼肌附着部位和磨牙区，当右侧第1磨牙与第2磨牙咀嚼模拟时应力峰值为20．61MPa．当第1前磨牙与第2前磨牙咀嚼模拟时应力峰值达到了22．09MPa。结论：有限元分析技术，结合下颌骨血管神经走向及He力与咀嚼功能测定等，为下颌骨截骨术和骨牵张术提供了一种术前设计的定量方法。