螺纹形态对牙种植体初期稳定性影响的有限元研究

目的用有限元方法研究V型、矩型和锯齿型3种螺纹形态对即刻负载牙种植体初期稳定性的影响。方法采用三维机械设计软件SolidWorks在计算机上建立3种螺纹形态牙种植体、局部下颌骨块三维实体模型,将实体模型导入ABAQUS有限元软件建立种植体即刻负载有限元模型,模型界面存在初始应力(0·1mm过盈产生);给有限元模型分别加载垂直向、水平向力,计算V型、矩型和锯齿型3种螺纹形态模型种植体骨界面微动。结果垂直载荷下,V型、矩型、锯齿型种植体根末端骨界面最大微动分别为:18·09、15·56、10·93μm,即矩型、锯齿型种植体微动与V型种植体微动相比,分别下降了13·99%和39·58%。水平载荷下,3种螺纹形态种植体颈部骨质水平向最大微动分别为:16·58、17·50、17·52μm。结论矩型、锯齿型螺纹设计与V型相比可增加种植体垂直向初期稳定性,但3种螺纹形态模型的水平向微动相差不明显。

牙科即刻种植中不同螺纹形态及深度设计参数种植体的生物力学性能

目的分析牙科即刻种植中不同螺纹形态和螺纹深度种植体周围骨质应力分布情况,为种植体的设计和选择提供依据。方法利用Geomagic Studio、Solid Works和ANSYS Workbench建立下颌骨骨块、种植体及下颌磨牙简化模型,施加垂直载荷和斜向载荷,观察不同螺纹形态和螺纹深度的种植体及其周围骨组织应力分布情况。结果垂直载荷作用下,种植体、皮质骨、松质骨应力峰值变化范围分别为120.51~129.63 MPa、9.94~13.25 MPa、3.92~8.01 MPa,V形、矩形、支撑形、反支撑形种植体周围皮质骨在螺纹深度0.40~0.45 mm范围内应力变化平稳;斜向载荷作用下,种植体、皮质骨、松质骨应力峰值变化范围分别为220.23~286.51 MPa、33.39~45.08 MPa、4.96~12.5 MPa。螺纹深度为0.45 mm,V形、支撑形、反支撑形种植体应力最小。结论V形、支撑形、反支撑形螺纹种植体选择螺纹深度为0.45 mm,矩形种植体选择螺纹深度0.40 mm,呈现出较好的生物力学特性。

种植体表面螺纹形态对骨界面应力分布的影响

影响种植体成功与否的关键是重要的还是种植体表面性质,主要是因为种植体表面不同可以影响到种植体的受力分布.本文通过采用三维有限元法,通过对比分析不同的螺纹组合、在不同的加载方式等实验条件下种植体周围骨组织的应力分布规律.结果发现颈部采用细螺纹,下部采用宽螺纹的复合式螺纹设计,要优于单一的均匀螺纹设计;种植体最大应力集中在种植体颈部皮质区,而在加载方式为30.的情况下,颈部应力可增大5～15倍.

螺纹参数对种植体的生物力学性能影响分析

种植体的生物力学性能常采用有限元分析方法(FEA)进行评定,种植体受到的力直接传递到骨组织中,而种植体螺纹参数对种植体、皮质骨、松质骨的应力分布具有不同程度的影响。采用UG NX 12.0软件建立24组种植体结构,通过ABAQUS软件分析种植体、皮质骨、松质骨的应力分布,对具有较好生物力学性能的种植体系统用FE-SAFE软件预测其疲劳寿命。分析结果表明:最大应力出现在种植体上,其次是皮质骨,松质骨应力最小;V形螺纹形态下,螺距0.85 mm、螺纹深度0.3 mm组成的种植体(P1-H1)和螺距1.0 mm、螺纹深度0.4 mm组成的种植体(P2-H2)均具有较好的生物力学性能,其疲劳寿命也满足使用要求。研究结果为牙科种植体的结构设计提供了理论参考,在临床植入体实际应用中具有一定的指导价值。

Pro/E的自适应功能在建立螺纹型牙种植体骨块三维有限元模型中的应用

目的:探讨利用Pro/E软件自适应功能建立包含不同螺纹形态、不同螺距牙种植体的下颌骨骨块的三维有限元模型的方法。为不同螺纹界面的力学分析,螺纹的优化设计提供分析平台。方法:使用pro/E软件建立包含不同螺纹形态、不同螺距的牙种植体的下颌骨骨块三维实体模型,导入ansys workbench9.0有限元分析软件中,进行单元划分、初始应力的验证分析,建立三维有限元模型。结果:螺纹角度、尺寸与设定相同,形状同真实螺纹完全一致,力学分析结果与文献报道一致。结论:探索了基于Pro/E软件自适应功能建立含有不同螺纹形态、不同螺距牙种植体的下颌骨骨块的三维有限元模型的方法,提高了建模的准确性,灵活性和速度,所建模型能够满足不同螺纹界面应力的力学分析的要求,也为螺纹的优化设计提供分析平台。

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。

种植体不同设计参数对下颌骨牙齿种植的影响

目的建立不同设计参数的种植体-下颌骨模型,观测种植体及周围骨质应力分布,分析不同设计参数对下颌骨牙齿种植的影响。方法基于结构特征参数(种植体直径、螺纹深度、基台穿龈高度、螺纹形态),设计8组种植体模型,并分别进行下颌骨整体模型的装配。对模型施加静态150 N垂直、斜向45°两种载荷,分析骨组织和种植体von Mises应力峰值,探讨对von Mises应力峰值最敏感的种植体结构参数变量。结果斜向载荷比垂直载荷对颌骨会产生更大的应力峰值。种植体直径是影响皮质骨von Mises应力峰值的关键因素;螺纹深度是影响松质骨von Mises应力峰值的关键因素;基台穿龈高度也会对颌骨von Mises应力峰值产生影响,但影响程度不如螺纹深度和种植体直径明显;螺纹形态对颌骨von Mises应力峰值几乎没有影响。结论不同的种植体设计参数会影响颌骨不同组织的应力峰值,对于个性化种植需要慎重考虑种植体参数的选择。研究结果为口腔种植体的结构参数设计提供理论指导,为口腔种植手术精准预测提供参考。