不同臨床冠根比的上頜中切牙三維有限元分析.pdf

1、目的：建立不同臨床冠根比例和唇側(cè)牙槽嵴頂厚度的上頜中切牙三維有限元模型，加載受力后對其牙周膜的應(yīng)力進(jìn)行分析和比較。
　　方法：（1）選擇一顆離體上頜中切牙利用顯微CT掃描獲得斷層二維圖像，結(jié)合軟件Mimics、Geomagic及UG實(shí)現(xiàn)三維模型的實(shí)體化。利用UG軟件中的可參數(shù)化建模功能構(gòu)建出牙周膜、松質(zhì)骨及皮質(zhì)骨模塊，獲得上頜中切牙的不同臨床冠根比及唇側(cè)牙槽嵴頂厚度的自適應(yīng)模型。（2）通過UG和Ansys Workbench有限元

2、分析軟件的無縫接口將三維實(shí)體模型輸入Ansys workbench分析界面中。賦予模型中各組織特定的彈性模量和泊松比，設(shè)定實(shí)驗(yàn)假設(shè)，邊界約束條件，對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，構(gòu)建出三維有限元模型，并于中切牙舌側(cè)切1/3沿牙體長軸傾斜45°加載120N的力，分析在不同臨床冠根比例和唇側(cè)牙槽嵴頂厚度的情況下牙槽骨以及牙周膜的應(yīng)力變化情況。
　　結(jié)果：（1）構(gòu)建了不同臨床冠根比和不同唇側(cè)牙槽嵴頂厚度的三維有限元模型。對其設(shè)置兩個(gè)變量，冠根比例變

3、化范圍為1.1~2.5，唇側(cè)牙槽嵴頂厚度的變化范圍為0.1mm~0.5mm。（2）唇側(cè)牙槽嵴頂為0.3mm時(shí)，牙周膜及牙槽骨的最大應(yīng)力集中區(qū)在頸部。隨著冠根比值增加，應(yīng)力集中區(qū)域及應(yīng)力峰值也隨之增大，當(dāng)冠根比到達(dá)約2.25時(shí)，牙周膜的等效應(yīng)力峰值為26.8MPa，約為冠根1.1時(shí)的兩倍。（3）冠根比例為1.8mm時(shí)，隨著牙槽嵴頂厚度減小，應(yīng)力峰值也隨之增大，但是增大幅度較前者小。（4）應(yīng)用Ansys Workbench進(jìn)行雙目標(biāo)穩(wěn)健分析

4、得出的3D云圖，可顯示雙變量在設(shè)定范圍內(nèi)的任一等效應(yīng)力峰值，可作為牙周損傷的參考依據(jù)。
　　結(jié)論：（1）采用逆向工程軟件建立了不同臨床冠根比和牙槽嵴頂厚度的三維有限模型，力學(xué)和幾何學(xué)相似性較高。（2）雙變量在變化時(shí)，牙周膜和牙槽骨應(yīng)力都集中于頸部。（3）臨床冠根比大于2.25時(shí)，牙周膜等效應(yīng)力值超過了牙周組織正常的耐受范圍，當(dāng)受到咬合力持續(xù)作用時(shí)，加速牙周組織的創(chuàng)傷。（4）當(dāng)牙槽嵴頂厚度減小時(shí)，應(yīng)力值增大幅度較冠根比增大時(shí)小，在臨