All-on-4種植參數(shù)對(duì)骨組織應(yīng)力影響的三維有限元分析.pdf

1、無(wú)牙頜是口腔修復(fù)臨床中的常見(jiàn)病,對(duì)患者的外貌、發(fā)音、咀嚼功能和社交等產(chǎn)生很大影響。全口義齒修復(fù)是傳統(tǒng)的無(wú)牙頜修復(fù)治療方法,但由于缺少固位基牙,以及牙槽骨的吸收和軟組織的萎縮變薄,使得全口義齒的固位和穩(wěn)定性較差,咀嚼效率不高,常出現(xiàn)黏膜壓痛潰瘍,修復(fù)效果令人不盡滿意。隨著口腔種植技術(shù)的發(fā)展,種植體的應(yīng)用大大提高了全口義齒的固位和穩(wěn)定,提升了無(wú)牙頜患者咀嚼效率以及使用舒適度。但是,對(duì)于部分牙槽嵴嚴(yán)重萎縮的無(wú)牙頜患者,種植修復(fù)經(jīng)常面臨骨量不足

2、的問(wèn)題。對(duì)此,為減少手術(shù)并發(fā)癥,有學(xué)者提出了 All-on-4種植修復(fù)方案。此方案是指在無(wú)牙頜中采用4顆種植體,包括2顆直式前牙種植體和2顆傾斜后牙種植體,支撐一個(gè)固定的全口無(wú)牙頜修復(fù)體。該方案可通過(guò)應(yīng)用傾斜后牙種植體,來(lái)避開(kāi)上頜竇或下牙槽神經(jīng)等相關(guān)解剖結(jié)構(gòu),并減少遠(yuǎn)中游離距和增大種植體與骨的接觸面積。在All-on-4中,如何選擇合適的后牙種植體傾斜角度、上部修復(fù)體懸臂梁長(zhǎng)度以及后牙種植體長(zhǎng)度等參數(shù),以減小種植體周圍骨組織的應(yīng)力,增加

3、種植體和義齒的長(zhǎng)期存留率,是一個(gè)需要研究和探討的問(wèn)題。
　　研究目的:采用三維有限元法,分析 All-on-4遠(yuǎn)中種植體不同傾斜角度及懸臂梁長(zhǎng)度、遠(yuǎn)中種植體不同長(zhǎng)度、上部結(jié)構(gòu)不同加載方式對(duì)種植體周圍骨組織應(yīng)力的影響,為臨床提供生物力學(xué)參考。
　　研究方法:CT掃描獲得無(wú)牙頜下頜骨的三維數(shù)據(jù),采用 Mimcs、Geomagic和Unigraphics軟件對(duì)圖像進(jìn)行相應(yīng)處理后得到無(wú)牙頜下頜骨的三維實(shí)體模型。在HyperMesh軟

4、件中對(duì)模型進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分,建立無(wú)牙頜下頜骨的三維有限元模型。
　　分別建立遠(yuǎn)中種植體傾斜0°、15°、30°和45°時(shí),所對(duì)應(yīng)懸臂梁長(zhǎng)度分別為19.5 mm、17.2 mm、13.3 mm和9.8mm的All-on-4種植修復(fù)有限元模型,賦予模型中各部分的材料屬性,設(shè)定模型的邊界約束,150N垂直靜載荷施于上部結(jié)構(gòu)右側(cè)懸臂梁末端,觀察種植體周圍骨組織的等效應(yīng)力峰值和應(yīng)力分布。
　　建立遠(yuǎn)中種植體傾斜均為45°懸臂梁長(zhǎng)9.

5、8mm,而遠(yuǎn)中種植體長(zhǎng)度分別為13mm、15mm、17mm和19mm的All-on-4種植修復(fù)有限元模型。設(shè)定材料屬性和邊界約束,150N垂直靜載荷施于上部結(jié)構(gòu)右側(cè)懸臂梁末端,觀察種植體周圍骨組織的等效應(yīng)力峰值和應(yīng)力分布。
　　分別在遠(yuǎn)中種植體傾斜0°、懸臂梁長(zhǎng)19.5mm和傾斜45°、懸臂梁長(zhǎng)9.8mm的兩組 All-on-4種植修復(fù)有限元模型中,對(duì)上部結(jié)構(gòu)施以單側(cè)游離端、單側(cè)非游離端、前牙區(qū)、雙側(cè)游離端、雙側(cè)非游離端、雙側(cè)游離

6、端及前牙區(qū)、雙側(cè)非游離端及前牙區(qū)加載,每個(gè)加載點(diǎn)大小均為150N垂直靜載荷,觀察種植體周圍骨組織的等效應(yīng)力峰值和應(yīng)力分布。
　　研究結(jié)果:
　　1.建立了下頜骨體高25mm、寬8mm、頦孔間距離53mm、頦孔區(qū)管嵴距約8mm、皮質(zhì)骨在各個(gè)方向的厚度均為2mm的無(wú)牙頜下頜骨三維有限元模型。
　　2.在對(duì)All-on-4遠(yuǎn)中種植體傾斜角度和懸臂梁長(zhǎng)度對(duì)周圍骨組織應(yīng)力影響的研究中,增大遠(yuǎn)中種植體傾斜角度的同時(shí),不斷減小懸臂梁

7、長(zhǎng)度,種植體周圍骨組織的應(yīng)力均減小。
　　3.在對(duì)All-on-4遠(yuǎn)中種植體長(zhǎng)度對(duì)周圍骨組織應(yīng)力影響的研究中,增加遠(yuǎn)中傾斜種植體的長(zhǎng)度,種植體周圍皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的應(yīng)力均減小,但沒(méi)有傾斜角度及懸臂梁長(zhǎng)度共同應(yīng)用時(shí),對(duì)種植體周圍骨組織應(yīng)力的影響大。
　　4.在不同加載方式對(duì)All-on-4種植體周圍骨組織應(yīng)力影響的研究中,單側(cè)游離端、單側(cè)非游離端、前牙區(qū)、雙側(cè)游離端、雙側(cè)游離端及前牙區(qū)加載時(shí),遠(yuǎn)中種植體傾斜45°、懸臂梁長(zhǎng)9.8

8、mm的模型中,其種植體周圍骨組織的應(yīng)力低于傾斜0°、懸臂梁長(zhǎng)19.5mm的模型;而雙側(cè)非游離端、雙側(cè)非游離端及前牙區(qū)加載時(shí),傾斜45°模型中種植體周圍骨組織的應(yīng)力略高于傾斜0°模型;表明在上部結(jié)構(gòu)游離端加載時(shí),遠(yuǎn)中種植體傾斜角度大懸臂梁短的All-on-4種植設(shè)計(jì)能降低周圍骨組織的應(yīng)力。
　　5.由應(yīng)力分布圖可以看出,無(wú)論在上部結(jié)構(gòu)的何種部位進(jìn)行加載,種植體周圍皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的等效應(yīng)力都主要集中在種植體頸部。
　　結(jié)論:以上