单个下颌磨牙缺失种植修复的三维有限元分析

作者:李湘霞 韩科 卜奎晨 刘莉 李国珍  文章来源:口腔颌面修复学杂志 

2006-6-11 15:35:32         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭

  具体应力值见表二。斜向载荷下,种植体-骨界面Von-Mises应力和压应力值远大于垂直分散载荷。后四种设计骨界面应力值明显小于单个标准直径种植体设计。在垂直分散载荷下,后四种设计骨界面应力值差别不大。而在斜向载荷下,采用单个大直径种植体设计应力值相对较小。双种植体设计中,又以模型五的设计情况应力值略大于模型三、模型四的设计。

表2 种植体-骨界面应力值 (单位MPa)

模型 垂直载荷 斜向载荷
最大Von-

  Mises 应力

最大压

  应力

最大拉

  应力

最大Von-

  Mises 应力

最大压

  应力

最大拉

  应力

模型一 5.479 6.353 2.408 22.530 29.865 23.634
模型二 3.530 3.849 1.724 13.420 16.120 9.412
模型三 3.775 4.029 1.872 16.813 20.102 14.861
模型四 3.852 4.054 1.642 16.387 19.421 14.579
模型五 3.517 3.822 1.756 18.020 20.971 16.702

  3 讨论

  3.1 关于MSC/N4W软件

  NASTRAN软件是由美国国家宇航局为满足对通用有限元程序的需要而设计和发展的,可供各种结构分析之用。本研究采用的MSC/N4W软件功能强大,通过创建几何图形建立模型后,该软件提供有划分网格的强有力的工具,也可以提供载荷及边界条件,并进行快速精确的计算。计算结果可通过图形表达,直观反映应力分布情况,也可列表输出数值结果[12]。图形与数据相结合,使我们能够较为全面地了解不同模型、不同载荷下的应力分布情况。

  3.2 加载方式对应力分布的影响

  分析结果显示,加载方式对应力分布影响显著。在垂直分散载荷下,应力集中分布于种植体颈部颊舌侧骨皮质内,以压应力为主,应力值较小。当承受斜向载荷时,应力值明显增大,压应力值达垂直分散载荷时的4-5倍。这种应力集中情况比较危险,因过大压应力可导致骨吸收。这一研究结果与其他众多学者的研究结果一致,也与临床所见的种植修复中骨吸收常由种植体颈部周围开始的现象相符[11,13-17]。提示临床进行种植修复时应尽量减小侧向力,避免出现种植体颈部周围过大压应力集中。

  3.3 不同修复设计对应力分布的影响

  与传统的标准直径种植体修复相比,采用单个大直径种植体或双种植体修复单个缺失下颌磨牙均可使种植体-骨界面应力值大大降低。这一结果从生物力学角度证明,增大种植体直径或增加种植体数目可有效分散力,有利于骨整合界面的形成和维持,这为临床应用提供了理论支持。

  单个大直径种植体与双种植体设计相比较,在垂直分散载荷下,后四种设计形式之间应力值差别不大;而在斜向载荷下,模型二的应力值小于其它三种模型的应力值,其最大Von-Mises应力与压应力比值约为M2:M3:M4:M5=1:1.2:1.2:1.3。这一结果与Balshi等人的临床研究结果相符:Balshi等对单个大直径种植体与双种植体修复缺失磨牙进行了比较研究,观察期为三年,累计成功率达到99%,但双种植体组骨丧失率显著高于大直径种植体组[4]。因此,从生物力学角度,我们建议在缺牙区牙槽嵴颊舌向厚度足够时,采用大直径种植体修复缺失磨牙较理想。而当牙槽嵴颊舌径较窄、近远中向宽度足够时,可采用模型三、模型四的设计方式,但更应注意减小侧向力。不主张采用模型五的设计方式。这些仅是生物力学方面的研究结论,尚需通过更多的临床观察加以验证。

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责任编辑:姚红祥  

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