雙種植體固定修復(fù)上頜切牙區(qū)的三維有限元分析.pdf

1、研究背景：
　　 外傷或牙周病變等因素常導(dǎo)致上頜前牙區(qū)出現(xiàn)多牙缺失，嚴(yán)重影響患者的美觀及相關(guān)功能?；顒恿x齒或傳統(tǒng)的固定橋修復(fù)已不能滿足患者的需求，而種植義齒以其美觀、舒適、少磨牙等優(yōu)點，越來越受到廣大患者的青睞，被認(rèn)為是修復(fù)前牙美學(xué)區(qū)的最佳治療方式。
　　 當(dāng)上頜4顆切牙缺失時，根據(jù)牙槽骨的質(zhì)和量、缺牙區(qū)近遠(yuǎn)向的間隙大小、手術(shù)耐受力、經(jīng)濟承受力等因素，可選擇4顆種植體支持的單冠或連冠、2顆種植體支持的固定橋，也可選擇種植

2、體-天然牙混合支持修復(fù)[1]。然而不同的修復(fù)方式對種植體直徑、長度、數(shù)目以及種植體植入點的選擇有不同的要求，多個種植體的植入要求種植體之間有足夠的間隙以減少鄰面牙槽嵴的吸收，并維持鄰面軟組織的高度，但多顆牙連續(xù)缺失常造成牙齦乳頭的喪失和種植體植入?yún)^(qū)的近遠(yuǎn)向空間不足導(dǎo)致種植體難以取得理想的植入點[2]。而適當(dāng)?shù)臏p少種植體數(shù)目，可以降低相鄰種植體植入時破壞鄰面骨組織的手術(shù)風(fēng)險，保留了更多的軟組織，防止修復(fù)體覆蓋的軟組織區(qū)域過小，使種植體周圍

3、的軟組織豐滿，為后期的美容修復(fù)提供了良好的條件，同時也降低了治療項目的醫(yī)療費用[3]。所以如何科學(xué)設(shè)計上頜切牙區(qū)的種植修復(fù)方式，使種植體周圍骨組織的應(yīng)力分布更為合理，同時使種植義齒的美容效果更為滿意，是目前口腔生物力學(xué)研究的一個熱點課題。
　　 研究目的：
　　 本實驗采用螺旋CT斷層掃描建模和三維有限元分析的方法，分析比較兩種設(shè)計的上頜切牙區(qū)雙種植體位置發(fā)生改變時，種植體-骨界面的應(yīng)力分布及位移特征，從而闡述種植體周圍

4、骨組織的生物力學(xué)影響，為種植義齒修復(fù)上頜切牙區(qū)的優(yōu)化設(shè)計提供參考。
　　 研究方法：
　　 本實驗采用螺旋CT掃描技術(shù)和Mimics10.0軟件、Geomagicstudio9.0軟件的實體建模技術(shù)，結(jié)合ANSYS有限元分析軟件建立上切牙區(qū)雙種植體支持固定橋的三維有限元模型。模擬正中咬合與功能咬合時的受力狀態(tài)，給予不同的加載條件，計算出各種加載條件下骨界面的應(yīng)力及位移量，并繪制出皮質(zhì)骨的應(yīng)力分布圖。
　　 結(jié)果：

5、
　　 1、將CT掃描技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)與一系列計算機軟件相結(jié)合，成功建立了兩種設(shè)計的上頜切牙區(qū)雙種植支持修復(fù)體的三維有限元模型，模型的幾何相似性高，網(wǎng)格劃分合理，能夠滿足模擬加載的需要，所得數(shù)據(jù)、圖形和圖像可重復(fù)使用，模型中的種植體可以根據(jù)需要單獨提取觀察或更換；模型可根據(jù)不同的研究目的被任意旋轉(zhuǎn)觀察、切割、和修改，為后續(xù)的有限元分析研究提供了模型支持。
　　 2、骨界面的分布特征：同一模型在各種加載條件下，種植體

6、-骨界面的應(yīng)力分布特征大致相同，變化趨勢相似；種植體-皮質(zhì)骨的Vonmises應(yīng)力遠(yuǎn)大于根尖部；功能咬合位載荷＞正中咬合位載荷；60度載荷＞30度載荷。
　　 帶懸臂義齒皮質(zhì)骨的應(yīng)力分布明顯不均勻：同一加載條件下，應(yīng)力主要集中在種植體-皮質(zhì)骨界面的遠(yuǎn)中部，遠(yuǎn)中＞唇側(cè)＞舌側(cè)＞近中；集中載荷≈分散載荷；Vonmises應(yīng)力值在生理范圍內(nèi)。
　　 雙端支持義齒皮質(zhì)骨內(nèi)的應(yīng)力分布較為均勻：同一加載條件下，最大應(yīng)力值位于皮質(zhì)骨的遠(yuǎn)

7、中部，遠(yuǎn)中＞近中＞唇側(cè)＞舌側(cè)；集中載荷＞分散載荷，60度載荷＞30度載荷；60度加載時，出現(xiàn)過載現(xiàn)象。
　　 3、骨界面的位移特征：同一模型在各種加載條件下，種植體-骨界面的位移特征大致相同，變化趨勢相似；種植體-皮質(zhì)骨的位移量大于根尖處；功能咬合位位移量＞正中咬合位位移量；60度載荷位移量＞30度載荷位移量。
　　 帶懸臂義齒皮質(zhì)骨中，同一加載條件下，四個結(jié)合部位的位移量相近，最大位移量位于唇側(cè)部；分散加載位移量＞集中

8、加載位移量；60度加載時，出現(xiàn)骨微動度較大的情況。
　　 雙端支持義齒皮質(zhì)骨中，同一加載條件下，近中＞唇側(cè)＞舌側(cè)＞遠(yuǎn)中，最大位移量位于近中部；集中載荷位移量＞分散載荷位移量；位移量在骨生理動度范圍內(nèi)。
　　 結(jié)論：
　　 1、采用CT掃描技術(shù)建立三維有限元模型方法簡單、方便，并且能夠準(zhǔn)確、快速地建立種植義齒相關(guān)組織的三維有限元模型。
　　 2、種植體-皮質(zhì)骨遠(yuǎn)中部是應(yīng)力集中區(qū)，種植體的位置影響應(yīng)力分布及位

9、移特征及變化趨勢；加載位點及加載角度影響Vonmises應(yīng)力值及位移量的大小。
　　 3、在加載角度為30度時，帶遠(yuǎn)中懸臂固定義齒及雙端支持固定義齒的應(yīng)力值及位移量都在生理范圍內(nèi)，兩種修復(fù)方式都能滿足臨床的要求，而雙端支持義齒的應(yīng)力分布更為合理，骨微動度更小。在加載角度為60度時，兩種修復(fù)方式都出現(xiàn)應(yīng)力過載及骨微動度過大現(xiàn)象。提示臨床在不影響美觀效果的前提下，通過適當(dāng)減小種植體的植入角度、減小基樁的角度、減小上、下對頜牙的接觸角