种植体颈部微螺纹结构对种植稳定性影响的三维有限元分析

作     者：牛金磊 陈建宇 陈贤帅 李锻能 NIU Jin-lei;CHEN Jian-yu;CHEN Xian-shuai;LI Duan-neng

作者机构：广州中国科学院先进技术研究所硕士生广东511458 广东工业大学机电工程学院硕士生广东510006 中山大学光华口腔医学院附属口腔医院讲师广东510055 

出 版 物：《口腔颌面修复学杂志》 (Chinese Journal of Prosthodontics)

年 卷 期：2013年第14卷第6期

页      面：344-348页

学科分类：1003[医学-口腔医学] 100302[医学-口腔临床医学] 10[医学] 

主　　题：种植体 颈部 螺纹 有限元分析(FEA) 

摘      要：目的:通过分析种植体颈部螺纹结构,以及Von-Mises应力和应变分布情况,为种植体结构设计提供生物力学实验数据和理论参考依据。方法:本文通过运用三维计算机辅助设计CAD软件,设计建立颈部有螺纹和无螺纹三维种植体模型,利用CT扫描数据重建下颌骨三维模型,牙齿咬合面与上颌骨长轴面形成的倾角为45°,沿此方向施加120N的力作用在牙冠顶部,以模拟实际咬合状态受力。利用有限元分析软件模拟即刻负荷(即骨-种植体之间摩擦系数0.3)和骨愈合后期(即骨—种植体之间为绑定接触)两种加载情况下种植体与周围骨组织之间Von-Mises应力和应变峰值大小及分布状况进行比较和分析。结果:在即刻负荷的条件下,Von-Mises应力、应变在颈部光滑的种植体与皮质骨之间分布均匀,峰值分别为28.654MPa、0.01334mm;而颈部有螺纹种植体与皮质骨之间的Von-Mises应力、应变峰值分别为52.630MPa、0.015864mm。在骨愈合后期,颈部光滑的种植体,在相同咬合力作用下,皮质骨Von-Mises应力、应变峰值分别为36.975MPa、0.010272mm;而具有颈部螺纹设计的种植体所引起的Von-Mises应力、应变峰值分别为35.857MPa、0.010234mm。在骨愈合后期,增加种植体颈部的螺纹设计使得皮质骨所受Von-Mises应力减小1.118MPa、应变峰值也有减小的趋势。结论:即刻负载种植时,增加种植体颈部螺纹结构,在种植体-骨愈合后期,颈部的微螺纹结构可使种植体-骨接触界面的Von-Mises应力和应变峰值有所减小,并且有效改善了接触界面的应力分布状况,有助于其长期稳定性及种植成功率的提高。