Comparison of Stress Distribution of Platform-switched and Non-platform Switched Abutment for Implant Supported Single Crown

The influence of platform-switched abutment on stress distribution within the surrounding bone,fixture,abutment,and screw under various loading conditions were studied.Two 3-D finite element models representative of an implant-supported metal crown for the mandibular first molar and its surrounding bone were computed.Model A simulated the implant with non-platform-switched abutment and model B was for platform-switched abutment.A load of 100 N was applied vertically and obliquely at the center fossa,the tip of the buccal cusp and the distal fossa,respectively.The results show that the distribution of Von Mises stress in the two models is similar.When platform-switched abutment is used,the maximum Von Mises stress within the surrounding bone is lower;however,this value is higher within the fixture and screw.

平台转换连接对种植体-骨界面应力分布的影响

目的:探讨平台转换连接对种植体-骨界面应力分布的影响。方法:采用三维有限元分析方法,模拟建立上颌骨前牙区、种植体(直径3.5mm、长度11mm)以及修复体模型。实验模型的种植体-基台连接形式为平台转换连接,对照模型为平齐对接式连接。对模型施以100N的轴向载荷和与牙体长轴呈30°的侧向载荷,分别计算两模型种植体-骨界面的最大等效应力,并进行比较分析。结果:不同加载条件下,两模型的最大等效应力均位于种植体颈部周围颊侧皮质骨中,松质骨中应力较小;相比对照模型,平台转换连接方式的骨应力分布更均匀,且等效应力峰值较小。结论:平台转换连接可减小种植体颈周骨组织的应力,从生物力学角度考虑,建议临床上尽量选择平台转换连接式种植体。

水平内移距离对种植体及其周围骨组织应力分布影响的有限元研究

目的采用三维有限元分析法,比较平台转移种植体不同水平内移距离对种植体及周围骨组织应力分布的影响。方法以Ankylos C/X4.5 mm×11 mm种植系统为参照,利用Mimics、Solidworks及Patran有限元分析软件,建立平台转移种植体水平内移距离分别为0.0、1.0、1.5、2.0 mm 4组模型,对每个模型分别进行垂直和斜向加载,分析边缘骨组织以及种植体基台的应力分布情况。结果两种载荷下平台转移组(PS)骨组织等效应力峰值均小于平台对接组(PM),随着水平内移距离增加,种植体-骨界面应力峰值减小,但当差异值增加到一定程度时(2.0 mm),种植体周骨组织等效应力峰值有增加趋势。结论平台转移种植体水平内移距离增加对减少边缘骨组织应力有积极影响,但当种植体与基台直径差距过大时,仍有应力集中的趋势。

Ⅱ类和Ⅲ类骨质植入深度对平台转换种植体周围骨应力分布影响的有限元分析

目的比较植体不同植入深度时Ⅱ类和Ⅲ类骨质中种植体周围牙槽骨应力分布特征,指导临床选择合适的种植方案以均衡应力分布。方法利用Abaqus 6.13分别绘制下颌后牙区牙槽骨骨块与Straumann骨水平种植体模型以及下颌第一磨牙的牙冠简化模型。分别加载垂直向200 N、水平向20 N的载荷,观察不同植入深度下种植体周围骨皮质的最大应力和应力分布特征。结果当平台转换种植体上表面与骨皮质上表面相平时,可以观察到种植体周围骨组织最大von Mises应力(MVMS)位于骨皮质表面,随着种植体植入深度的增加,骨皮质内MVMS也随之移动,基本保持在种植体上表面周围的骨皮质内,并在种植体上表面位于骨皮质一半厚度时达到MVMS的最低值。结论Ⅱ类和Ⅲ类骨质平台转换种植体周围骨MVMS出现于种植体周围皮质骨内,皮质骨的应力集中则主要位于与颈部平台接触区,调整种植体植入深度可以改变皮质骨中应力集中位置。种植体上表面位于牙槽嵴下水平时,有利于减轻牙槽嵴顶皮质骨的应力。

平台转换锥形锁柱种植基台的三维有限元疲劳分析

目的:通过三维有限元法了解锥形锁柱结构平台转换种植体系统不同基台材料疲劳寿命。方法:建立平台转换连接种植体支持的下颌第一磨牙三维有限元模型,分析不同基台材料疲劳寿命。结果:不同材料平台转换连接基台的疲劳寿命均是钛基台>氧化锆基台>氧化铝基台。结论:钛基台、氧化铝基台和氧化锆基台的疲劳寿命均在30年以上,决定不同材料基台疲劳寿命的关键是其应力集中点,即基台与种植体连接处。

前牙区平台转换种植体不同种植深度的生物力学分析

目的采用三维有限元方法建立平台转换种植系统的模型,分析平台转换种植系统应用于前牙时,不同加载时种植体植入不同深度的应力分布情况。方法利用Solidwork2007设计软件和Ansys Workbench有限元分析软件,分析平台转换种植体分别在植入牙槽嵴水平、牙槽嵴下1 mm(minus1)、牙槽嵴下2 mm(minus2)时的应力分布情况,以常规种植体为对照组。结果平台转换种植体中牙槽嵴顶骨质的应力值随种植体植入深度加深而有效降低,且比常规组小,而常规组随种植体深入种植应力没有发生明显变化。垂直加载下,各个模型中平台转换基台的应力分布基本相似,与种植深度无明显的相关性,而常规基台的应力分布随着种植深度的下移呈逐渐上移的趋势;各个种植深度中两组种植体、松质骨的应力分布情况基本相似,与种植深度无明显的相关性;在平台转换组中,皮质骨的应力分布随种植深度的下移而下移,而常规组中应力始终集中于牙槽嵴顶与基台相接处没有变化,且其应力分布比平台转换组集中。水平加载下各模型的应力分布规律与垂直组相似,不同的是基台、种植体的最大应力值主要集中在他们相应部位的唇侧。皮质骨中,唇侧的应力明显较垂直加载组集中。结论平台转换种植体植于牙槽嵴顶下水平可以改善牙槽嵴顶应力分布情况,比常规种植体有明显的优势,水平方向的分力将增加牙槽嵴顶骨组织受力,应尽量避免。

Ⅱ类骨质中平台转换种植体植入深度对周围骨应力影响的有限元分析

目的分析Ⅱ类骨条件下平台转换种植体植入深度对种植体周围牙槽骨应力分布特征的影响,为平台转换种植体的临床应用提供一定的参考依据。方法利用CT扫描以及Mimics 10.01、Solid Works 2007等软件实体建模技术,结合有限元软件ANSYS 14.0建立包含平台转换种植体及上部结构和中切牙牙冠的Ⅱ类骨质的有限元模型,并按照5种不同植入深度装配,分析垂直100 N及斜向100 N两种加载下种植体骨界面应力分布特征。结果不同加载下,种植体周围骨应力主要集中在种植体颈部平台与骨密质接触区,随植入深度加深从牙槽嵴顶向下转移,减轻了牙槽嵴顶的负荷。在植入牙槽嵴顶下1 mm时最大Von-mises应力有效降低。斜向载荷下种植体周围骨最大Vonmises应力显著高于垂直载荷下的应力大小。结论临床中平台转换种植体植入时应将颈部平台置于牙槽嵴顶下骨密质中。在Ⅱ类骨质中低于牙槽嵴顶1 mm有利于减轻种植体颈部边缘牙槽骨负荷。

种植体-基台连接设计对基台与基台螺丝受力影响的三维有限元分析

目的:研究锥形固位、平台转移种植体的不同连接设计对基台及基台螺丝受力情况的影响。方法 :建立平台转移量分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mm并对应基台锥度分别为6°、8°、10°的种植体模型,分析各组模型受不同载荷时,基台及基台螺丝von-Mises应力及应变情况。结果:随着平台转移量增大,基台与基台螺丝峰值von-Mises应力及应变增大,且平台转移量≥0.8 mm的模型在水平向力作用下,其峰值von-Mises应力高于690 MPa。水平向加力时,应力与应变随平台转移量增大的幅度最大,斜向加力时次之,垂直向加力时最小。81.67%的模型基台应力集中于基台颈部;所有模型基台螺丝应力均集中于基台螺丝头部与体部转折处。结论:平台转移量增大使基台与基台螺丝在咬合过程中受力增大。为了减少种植修复后机械并发症的发生,建议在一定范围内选用平台转移量小的种植体。当平台转移量≥0.8 mm时,基台与基台螺丝最大应力超过纯钛的屈服强度,临床上应慎用该设计。

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Mimics10.01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。

平台转换种植体肩台成骨对牙槽骨边缘应力的影响

目的研究平台转换种植体肩台成骨宽度对种植体-牙槽骨边缘应力的影响。方法通过SolidWorks软件根据上下颌骨的特点、植入深度(D)和种植体肩台成骨宽度(W)建立模型,使用ANSYS软件对各组进行垂直200N加载及45°100N倾斜加载有限元分析。记录种植体肩台成骨宽度与种植体-牙槽骨边缘Von-Mises力的数据,并分析两者之间的关系。结果种植体肩台成骨宽度为0.8 mm时种植体-牙槽骨边缘Von-Mises力最小。结论平台转换种植体骨下种植时,肩台处合适的成骨量可以有效减少种植体-牙槽骨边缘的应力。

基台边缘-牙冠的平台转移结构中粘接剂流动的三维有限元分析

目的:利用三维有限元分析方法分析基台边缘-牙冠的平台转移结构中粘接剂溢出的情况,旨在验证基台边缘-牙冠的平台转移结构在种植修复粘接固位中是否具有减小粘接剂流入深度的作用。方法:利用ANSYS 19.0软件建立两个模型,一个是传统边缘及牙冠(模型一,常规组),另一个是具有基台边缘-牙冠平台转移结构的边缘及牙冠(模型二,平台转移组)。两个模型中基台的周围均包绕着牙龈组织,边缘均位于龈下1.5 mm。利用ANSYS 19.0软件对两个模型进行双向流固耦合计算。在两个模型中,相同量的粘接剂充填于牙冠内侧壁及基台之间的间隙内,牙冠在基台上方约0.6 mm时开始进行模拟粘接的过程。牙冠匀速下落,用时为0.1 s。观察0.025 s、0.05 s、0.075 s、0.1 s时粘接剂溢出的情况,并测量0.1 s时粘接剂没过边缘的深度。结果:在0 s、0.025 s、0.05 s时,两组模型中的粘接剂均在基台边缘以上。在0.075 s时,模型一中,牙龈被粘接剂挤压发生形变,与基台之间的间隙增加,粘接剂开始流入该间隙内;模型二中,由于牙冠颈部缩窄,粘接剂只受到来自牙龈和基台边缘向上的反作用力而向上溢出。在0.1 s时,模型一中,粘接剂由于受重力和压力的作用继续流入深处,没过基台边缘深度为1 mm;模型二中,粘接剂延续0.075 s时的状态,继续向外溢出,没过基台边缘深度为0 mm。结论:在牙龈贴着基台的情况下,基台边缘-牙冠的平台转移结构在种植修复粘接固位中能有效减小粘接剂的流入深度。

不同冠根比平台转换结构种植义齿应力分布三维有限元分析

目的比较不同冠根比的平台转换结构种植义齿对种植体及其周围骨组织应力分布及应力变化趋势的影响。方法建立平台转换结构种植义齿修复下颌第一磨牙的三维有限元模型。将种植体与基台、基台与螺钉、螺钉与种植体之间设置为摩擦接触,摩擦系数为0.3。冠根比分别为1∶1.5、1∶1、1.5∶1、2∶1和3∶1。分别进行垂直向及斜向加载,运用Ansys Workbench 14.0分析比较各组模型Von Mises应力峰值分布情况及应力变化趋势。结果垂直加载下不同冠根比的各组模型整体应力分布较为均匀,Von Mises应力峰值变化不明显。当冠根比为1.5∶1时,种植体颈部出现最大应力值。应力集中区出现在种植体颈部与基台及基台与中央螺丝连接处;斜向载荷下,随着冠根比的增大,各组模型Von Mises应力峰值明显增大,冠根比为3∶1时种植体和中央螺丝的应力峰值约为1∶1时的3倍,其余部件约增大1倍。应力集中区与垂直载荷下相一致,但Von Mises最大应力出现在基台上。结论在摩擦接触条件下,平台转换结构能够有效地转移种植体的应力集中区,减少牙槽骨吸收。在冠根比较大时,应采取有效措施减小义齿斜向受力。

Ⅳ类骨质中平台转换种植体植入深度对周围骨应力的影响

目的分析Ⅳ类骨质条件下平台转换种植体植入深度对种植体周围牙槽骨应力分布特征的影响,为平台转换种植体的临床应用提供一定的参考依据。方法利用CT扫描以及Mimics10.01、Solidwork2007等软件实体建模技术,结合有限元软件Ansys14.0建立按包含平台转换种植体及上部结构和中切牙牙冠的Ⅳ类骨质的有限元模型,并按照四种不同植入深度装配,分析垂直100N及斜向100N两种加载下种植体骨界面应力分布特征。结果不同加载下,种植体周围骨应力主要集中在种植体颈部平台与皮质骨接触区,随植入深度加深,从牙槽嵴顶向下转移,减轻了牙槽嵴顶负荷。在植入牙槽嵴顶下1mm时最大Vonmise应力有效降低。斜向载荷下种植体周围骨最大Vonmise应力显著高于垂直载荷下的应力大小。结论临床中平台转换种植体植入时应将颈部平台置于牙槽嵴顶下皮质骨中。在Ⅳ类骨质中低于牙槽嵴顶1mm有利于减轻种植体颈部边缘牙槽骨负荷。

平台转换种植体周围应力分布的三维有限元分析

目的:分析平台转换种植体周围的力学分布特点。方法:利用CATIA画图软件,建立种植体支持的上颌第一前磨牙三维模型,分析垂直向和斜向加载条件下平齐对接(PM)和平台转换(PS)种植体周围的应力分布差异;比较不同材料基台平台转换冠修复后种植体周围的应力分布差异。结果:①PS型种植体在垂直加载和斜向加载时种植体周围骨组织内最大von Mises应力值均较PM型小。②不同材料基台种植体周围应力分布云图相似,应力均集中在种植体颈部。结论:①PS种植体周围骨组织最大应力值较PM种植体小,但基台、中央螺丝、种植体的应力增大。②斜向加载较垂直向加载种植体周围应力值大大增加,特别是基台及种植体部位较为明显。③基台材料对种植体周围应力值无明显影响。