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。     

植入位点及轴向对不同牙槽窝形态上中切牙即刻种植即刻负重应力影响的三维有限元分析

目的 基于三维有限元法,分析并探讨不同牙槽窝形态下,上颌中切行牙即刻种植即刻负重时,植入位点及轴向对种植体、基台、中央螺丝、牙冠应力分布的影响。方法 参照1名健康成年人的口腔CBCT影像资料;建立偏唇型、中间型、偏腭型三种牙槽窝形态的上颌中切牙即刻种植即刻负重的三维有限元模型;模拟不同植入位点(根尖位点、偏腭/唇侧位点)及轴向(牙长轴、牙槽骨长轴);对已建立的模型以100 N的力进行应力加载;应用ANSYS软件分析种植体、基台、中央螺丝、牙冠的应力值。结果 成功建立12个不同牙槽窝形态的上颌中切牙即刻种植即刻负重三维有限元模型;牙槽窝偏唇型及偏腭型的上颌中切牙行即刻种植即刻负重时,沿牙槽骨长轴偏腭/唇位点进行植入,种植体及其上部结构所受应力最小;中央型上颌中切牙行即刻种植即刻负重时,沿牙长轴偏腭位点进行植入,种植体及其上部结构所受应力最小。结论 不同牙槽窝形态、植入位点及轴向,都会对上颌中切牙即刻种植即刻负重种植体及其上部结构生物力学特点产生影响。医生应针对不同牙槽窝形态制定不同植入轴向及植入位点的手术方案。     

植入位点及轴向对上颌中切牙即刻种植即刻负重后微动度影响的三维有限元分析

目的:基于三维有限元法,分析并探讨不同分型的上颌中切牙即刻种植即刻负重后,植入位点及轴向对种植体微动度的影响。方法:参照1名健康成年人的口腔CBCT影像资料,建立偏唇形、中间型、偏腭型3种分型的上颌中切牙即刻种植即刻负重的三维有限元模型;模拟不同植入位点(根尖位点、偏腭/唇侧位点)及轴向(牙长轴、牙槽骨长轴);对已建立的模型以100 N的力进行不同角度(0°、30°、45°、60°、90°)的应力加载;应用ANSYS软件分析种植体的位移情况。结果:成功建立12组不同分型的上颌中切牙即刻种植即刻负重三维有限元模型;偏唇型及偏腭型上颌中切牙行即刻种植即刻负重时,沿牙长轴方向偏腭/唇位点植入种植体更易获得较小的种植体微动度;中间型上颌中切牙行即刻种植即刻负重时,沿牙槽骨长轴方向根尖位点植入种植体更易获得较小的种植体微动度。结论:不同的位置分型、植入位点及轴向,都会对上颌中切牙即刻种植即刻负重后种植体微动度产生影响,临床应针对不同的上颌中切牙分型,制定相应的植入位点及轴向的手术方案。     

Replace内、外连接方式种植体-基台内部的应力分析

目的 建立2种Replace实体种植体的下颌骨三维有限元模型,研究Replace内、外连接方式种植体-基台内部的应力状态.方法 测量2种种植体各部件的数据和利用螺旋CT扫描下颌骨截面形态,分别建立2种种植体的三维骨内模型,对模型采用轴向加载(200 N)、30°侧向加载(100N),分析2种种植体-基台内部的应力分布趋...     

含多个种植体的无牙下颌骨三维有限元模型的建立

目的:旨在探讨一种建立含多个种植体无牙下颌骨三维有限元模型的方法,为下颌种植覆盖义齿中种植体位置的优化设计提供研究手段.方法:应用薄层CT扫描和CATlA建模软件,对层厚为1 mm的无牙下颌骨CT断层影像进行分析处理,结合ABAQUS三维有限元软件建立含4个标准ITI种植体的有限元模型.结果:所建立的模型精确且无损伤性,图形、图像和数据可重复使用,结构相似性好,可根据需要模拟相应的由4个种植体支持的覆盖义齿的应力分布情况.结论:CT扫描结合建模软件的应用,为三维有限元模型的建立提供了准确、简洁的方法,可用于相应的生物力学研究.     

带凹槽螺纹种植体三维有限元模型的建立

目的：利用CAD软件的自适应功能建立包含Branemark TiUniteTM型带凹槽种植体骨块三维有限元模型。方法：应用pro/E软件根据种植体相关参数,建立牙种植体、冠修复体、松质骨和皮质骨三维实体模型,利用自适应功能生成装配体,导入Ansys Workbench10.0CAE软件中,进行单元划分建立有限元模型,应力加载后进行模型准确性的检测。结果：建立了包含真实螺纹种植体的下颌骨骨块三维有限元模型。结论：应用Pro/E软件自适应功能建立包含种植体的下颌骨骨块的三维有限元模型,为种植修复三维有限元分析提供了一种准确、灵活、快速的平台。     

下颌骨各向异性材质模型对种植牙有限元分析的影响

目的 建立含螺纹种植体各向异性的完整下颌骨有限元模型,研究各向异性材质模型模拟对牙种植体有限元分析的影响.方法 采用薄层CT扫描和自主开发的软件分别建立各向异性和等效各向同性的完整下颌骨三维有限元模型,其中在后牙区植入两枚牙种植体,分析在颊舌向、斜向加载时,种植体-骨界面主应力和主应变值的变化.结果 在各向异性下颌骨模型中,除骨皮质第一最小主应力减小6.3%～7.6%和骨松质第三最小主应力减小8.7%～46.0%外,骨界面绝大多数主应力和所有主应变值均大于各向同性;骨皮质主应力增加2.1%～74.1%,主应变增加4.7%～57.3%;骨松质主应力增加10.3%～71.4%,主应变值增加19.5%～63.4%,而且骨松质应力的增加比骨皮质明显.结论 下颌骨种植牙有限元分析时,下颌骨各向异性模拟会明显影响骨界面应力和应变值,并以增加为主.在生物力学研究中应更注重下颌骨各向异性的材质力学特性.     

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。     

牙种植生物力学分析的CAE前处理方法研究

目的：本文考察牙种植有限元分析中下颌骨模型几种前处理方法下的应力分布情况和特点。方法：采用螺旋CT扫描、mimics软件等建立下颌骨三维有限元模型,在有限元软件中模拟咬合力加载,分析种植体对于下颌骨应力分布情况。结果：三种不同处理情况下的下颌骨应力分布有较大的共同点,应力都主要集中在皮质骨部分,在松质骨部分三种模型应力值显著低于皮质骨部分。结论：可根据不同应用选择下颌骨模型前处理方法,在不影响考察松质骨应力分布的条件下,模型前处理可作适当简化。     

不同骨结合率对种植体骨界面应力分布的影响

目的:通过建立含牙种植体的无牙下颌骨三维有限元模型,分析不同的骨结合率对种植体骨界面应力分布的影响。为临床设计种植义齿治疗方案提供理论依据。方法:使用螺旋CT扫描、CAD技术、有限元软件等,建立含牙种植体的下颌骨三维有限元模型;分析不同的骨结合率对种植体骨界面应力分布的影响。结果:不同骨结合率都会出现种植体颈部皮质骨的应力集中;当骨结合率大于或等于60%时,颈部皮质骨处应力值明显下降。结论:随着骨结合率的增加,颈部皮质骨的应力值有下降的趋势;提示临床医生在进行种植义齿修复时,需考虑提高种植体骨结合率,避免影响骨结合的不利因素,从而提高种植的成功率。     

三种载荷条件下种植体骨界面应力分布特征

目的 探讨种植体在垂直，斜向，水平方向3种加载条件下种植体周围界面应力的分布。方法 应用牙CT扫描图像建立三维有限元种植体模型，在种植体模型上进行垂直方向加载35N，水平方向加载10N，斜向加载70N，计算种植体周围骨界面最大应力及综合应力。结果 3种加载条件下应力集中部位出现在种植体颈部，水平加功及斜向加载比垂直向加载更容易产生颈部的应力集中。结论 在临床设计种植方案归特别要注意容易产生斜向及水平咀嚼压力的种植部位的设计，不仅要考虑咀嚼压力的大小，还要考虑咀嚼压力的方向。     

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。     

全下颌牙种植固定义齿及支持骨应力的三维有限元分析——种植体植入不同深度应力的比较

本研究应用CT扫描法借助ANSYS软件建立了全下凳牙种植固定义齿的三维有限元模型．比较了双颏孔间区螺旋柱状种植体植入深至下颌骨下缘皮质骨及未深至下颌下缘两种不同情况下全下颌种植固定义齿受载时应力分布规律。结果表明：种植体底部是否深至下颌下缘皮质骨，对种植体一支架应力的影响不大，而对周围骨的应力影响较大，在双颏孔间区将种植体深至下颌下缘皮质骨，更有利于应力均匀分布。     

A comparison of three finite element models of an edentulous mandible provided with implants

The stress distribution in an edentulous mandible provided with two implants in the interforaminal region was calculated by means of three different finite element models. The implants were connected with a bar or remained solitary. The first model was a three-dimensional representation of the entire mandible, the second model of the interforaminal region of this same mandible, whilst the third model was a two-dimensional representation of the interforaminal region. The differences in stress distribution around the connected implants and the solitary implants between these three models were analysed.
It can be concluded that for a parameter study the stress distribution around the dental implants following from a three-dimensional finite element model of only the interforaminal region of an edentulous mandible can be used. For such studies therefore, benefit can be gained from the advantages of reduced modelling and calculation time.     

Implant–Bone Interface Stress Distribution in Immediately Loaded Implants of Different Diameters: A Three-Dimensional Finite Element Analysis

Purpose: To establish a 3D finite element model of a mandible with dental implants for immediate loading and to analyze stress distribution in bone around implants of different diameters. Materials and Methods: Three mandible models, embedded with thread implants (ITI, Straumann, Switzerland) with diameters of 3.3, 4.1, and 4.8 mm, respectively, were developed using CT scanning and self‐developed Universal Surgical Integration System software. The von Mises stress and strain of the implant–bone interface were calculated with the ANSYS software when implants were loaded with 150 N vertical or buccolingual forces. Results: When the implants were loaded with vertical force, the von Mises stress concentrated on the mesial and distal surfaces of cortical bone around the neck of implants, with peak values of 25.0, 17.6 and 11.6 MPa for 3.3, 4.1, and 4.8 mm diameters, respectively, while the maximum strains (5854, 4903, 4344 μ?) were located on the buccal cancellous bone around the implant bottom and threads of implants. The stress and strain were significantly lower (p < 0.05) with the increased diameter of implant. When the implants were loaded with buccolingual force, the peak von Mises stress values occurred on the buccal surface of cortical bone around the implant neck, with values of 131.1, 78.7, and 68.1 MPa for 3.3, 4.1, and 4.8 mm diameters, respectively, while the maximum strains occurred on the buccal surface of cancellous bone adjacent to the implant neck, with peak values of 14,218, 12,706, and 11,504 μm, respectively. The stress of the 4.1‐mm diameter implants was significantly lower (p < 0.05) than those of 3.3‐mm diameter implants, but not statistically different from that of the 4.8 mm implant. Conclusions: With an increase of implant diameter, stress and strain on the implant–bone interfaces significantly decreased, especially when the diameter increased from 3.3 to 4.1 mm. It appears that dental implants of 10 mm in length for immediate loading should be at least 4.1 mm in diameter, and uniaxial loading to dental implants should be avoided or minimized.     

Stress distribution around dental implants: influence of superstructure, length of implants, and height of mandible.

The stress distribution around dental implants was investigated by use of a two-dimensional model of the mandible with two implants. A vertical load of 100 N was imposed on abutments or the bar connection. The stress was calculated for a number of superstructures under different loading conditions with the help of the finite element method. The length of the implants and the height of the mandible were also varied. A model with solitary abutments showed a more uniform distribution of the stress when compared with a model with connected abutments. The largest compressive stress was also less in the model without the bar. Using shorter implants did not have a large influence on the stress around the implants. When the height of the mandible was reduced, a substantially larger stress was found in the bone around the implants because of a larger overall deformation of the lower jaw.     

采用牙CT技术建立完整下颌骨三维有限元模型

为口腔生物力学的研究和优化修复体的设计提供研究手段。方法应用先进的牙ＣＴ技术和现代计算机图像处理系统,结合三维有限元专用软件对ＣＴ断层影像进行分析处理。结果建立了全牙列下颌骨三维有限元模型。