不同骨質(zhì)條件下牙種植體負(fù)載的三維有限元分析.pdf

1、目的：本實(shí)驗(yàn)研究的目的是利用三維有限元分析法，通過(guò)改變種植體的長(zhǎng)度，分別研究在兩種骨質(zhì)條件下，口腔牙種植體長(zhǎng)度變化對(duì)種植體周圍骨組織應(yīng)力分布情況的影響；為工業(yè)上種植體的設(shè)計(jì)研發(fā)和臨床上在使用種植體時(shí)的型號(hào)選擇提供一定的參考和幫助。
　　方法：本研究利用有限元分析軟件 ANSYS14.0分別建立：①兩種骨塊的三維幾何模型；具體是通過(guò)對(duì)頜骨骨質(zhì)賦予相關(guān)的材料屬性，在兩種頜骨骨塊模型中保持骨塊大小一致，但改變皮質(zhì)骨的厚度和松質(zhì)骨的彈性模

2、量等因素，進(jìn)而得到兩種頜骨骨塊的三維幾何模型。其中一個(gè)骨塊模型近似模擬Ⅱ類骨，另外一個(gè)骨塊模型近似模擬Ⅲ-Ⅳ類骨；②三種不同長(zhǎng)度（6mm、11mm、16mm）并且?guī)в新菁y的種植體的三維幾何模型，其中牙種植體模型的部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于登士柏公司提供的Astra Tech種植體的有關(guān)數(shù)據(jù)資料。最終，建立了兩組共六個(gè)三維有限元實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停孩偃N不同長(zhǎng)度種植體在近似模擬的Ⅱ類骨骨質(zhì)中的模型；②三種不同長(zhǎng)度種植體在近似模擬的Ⅲ-Ⅳ類骨骨質(zhì)中的模型。實(shí)驗(yàn)過(guò)

3、程中，通過(guò)研究牙種植體長(zhǎng)度和頜骨骨質(zhì)對(duì)種植體-骨界面間應(yīng)力的影響，從口腔生物力學(xué)的角度，對(duì)兩類骨質(zhì)中不同種植體長(zhǎng)度的應(yīng)力分布情況進(jìn)行分析，計(jì)算并且記錄各個(gè)三維有限元模型中牙種植體-骨界面間的最大等效應(yīng)力（Von-Mises stress）值，觀察并比較在兩種骨質(zhì)中，種植體長(zhǎng)度變化時(shí)，種植體-骨界面間應(yīng)力分布的情況及相互之間的差別。
　　結(jié)果：本研究利用有限元分析軟件ANSYS14.0中參數(shù)化建模的方法，通過(guò)APDL命令流語(yǔ)句，簡(jiǎn)便

4、快捷的建立了精度較高的三維有限元模型，包含兩種骨塊的三維幾何模型和三種不同長(zhǎng)度并且?guī)菁y的種植體的三維幾何模型；并且對(duì)兩種骨塊和三種種植體進(jìn)行兩兩交叉組合，得到了六種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。其中，骨塊模型簡(jiǎn)化為長(zhǎng)方體，由于本研究的目的與上部的基臺(tái)、牙冠等結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，故對(duì)上部的這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，忽略不計(jì)。將牙種植體設(shè)計(jì)成實(shí)心結(jié)構(gòu)，其形態(tài)部分模仿登士柏公司生產(chǎn)的Astra Tech種植體，種植體與骨界面之間均為完全骨結(jié)合，種植體與骨塊之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，均假定

5、為連續(xù)、均質(zhì)、各向同性，材料變形均為小變形。
　　在有限元分析軟件ANSYS14.0中，分別對(duì)兩組即六個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪┘哟怪毕?與種植體長(zhǎng)軸成0°角)的大小為100N的靜態(tài)集中載荷。在垂直向100N靜態(tài)集中載荷力作用下，在兩組骨質(zhì)模型中，種植體-骨界面之間的應(yīng)力分布情況存在一些差異。在兩種骨質(zhì)模型中，隨著種植體長(zhǎng)度的增加，種植體-骨界面間的最大等效應(yīng)力（Von-Mises stress）均相應(yīng)減小。其中在近似模擬的Ⅱ類骨模型中，最大等