球帽附著體和栓道式附著體義齒修復下頜雙側游離缺失的三維有限元應力分析.pdf

1、目的:利用螺旋CT掃描下頜骨,獲得DICOM格式的二維斷層圖像,建立具有生物力學特性的下頜雙側游離缺失后分別采用球帽附著體和栓道式附著體義齒修復的三維有限元模型。分析基牙不同牙周組織條件下相同載荷時基牙牙體、牙周膜和缺牙區(qū)牙槽嵴的Von Mises等效應力變化,并將兩種附著體義齒支持組織的應力分布進行比較研究,從而為臨床修復設計提供一定的力學理論依據(jù)。方法:1.選取咬合關系正常的成年女性一名,對其下頜骨進行CT掃描,獲得二維斷層圖像。用

2、Mimics10.0、Cadfix8.0、Geomagicstudio10.0和ProENGINEER.Wild fire3.0軟件,在二維斷層圖像的基礎上,建立下頜雙側第一磨牙、第二磨牙缺失以第一前磨牙和第二前磨牙為基牙的球帽附著體和栓道式附著體義齒的實體模型；基牙牙周組織建立四種狀態(tài):正?；姥乐芙M織、基牙牙周組織吸收1／4、基牙牙周組織吸收1／3、基牙牙周組織吸收1／2。2.利用MSC.Marc.Mentat2005R3軟件設置各

3、種材料參數(shù),以雙側下頜角附近的斷面作為固定約束,設定各組織間的接觸關系。采用垂直加載于第一前磨牙、第二前磨牙的力各50N,第一、第二磨牙的力各100N,共300N,加載方向與牙長軸一致,模擬單側后牙咬合狀態(tài)。得到當基牙牙周組織正常、基牙牙周組織吸收1／4、基牙牙周組織吸收1／3、基牙牙周組織吸收1／2時基牙牙體、牙周膜和缺牙區(qū)牙槽嵴Von Mises等效應力分布云圖,提取應力數(shù)據(jù)進行比較分析。結果:1.建立了具有生物力學特性的下頜雙側游

4、離缺失后分別采用球帽附著體和栓道式附著體義齒的三維有限元模型。2.基牙牙周組織正常時,垂直載荷下球帽附著體義齒支持組織應力分布較均勻,應力集中范圍較小。隨著基牙牙周組織的吸收基牙應力集中區(qū)逐漸擴大,以根尖區(qū)擴大較明顯。而第二前磨牙頸部出現(xiàn)高應力區(qū),基牙牙周組織在四種狀況下最大Von Mises等效應力分別為25.6962MPa、27.2047MPa、34.4062MPa、47.3841MPa。隨著基牙牙周組織的吸收牙周膜根尖應力集中區(qū)也

5、逐漸擴大,第一前磨牙牙周膜最大Von Mises等效應力分別為3.42292MPa、3.83039MPa、4.15271MPa、4.90470MPa；第二前磨牙牙周膜最大Von Mises等效應力分別為3.75920MPa、4.25056MPa、4.75853MPa、5.25520MPa。3.基牙牙周組織正常時,栓道式附著體義齒基牙和牙周膜總體應力小于球帽附著體義齒應力,而栓道式附著體義齒缺牙區(qū)牙槽嵴總體應力稍大；栓道式附著體應力分布相

6、對較均勻?；姥乐芙M織不同狀況下,栓道式附著體義齒的基牙和牙周膜最大Von Mises等效應力值都小于球帽附著體義齒,而缺牙區(qū)牙槽嵴最大Von Mises等效應力值大于球帽附著體義齒。結論:1.應用螺旋CT斷層掃描及計算機軟件能建立生物相似性良好、可以旋轉、拆卸、組裝的球帽附著體和栓道式附著體義齒的三維有限元模型。2.隨著基牙牙周組織的吸收,球帽附著體義齒支持組織的應力增幅逐漸增大,當吸收至1／2時,應力增幅最大,對于此情況不建議采用球