球帽附著體和栓道式附著體義齒修復(fù)下頜雙側(cè)游離缺失的三維有限元應(yīng)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(xué)特性的下頜雙側(cè)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(fù)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(shí)基牙牙體、牙周膜和缺牙區(qū)牙槽嵴的Von Mises等效應(yīng)力變化,并將兩種附著體義齒支持組織的應(yīng)力分布進(jìn)行比較研究,從而為臨床修復(fù)設(shè)計(jì)提供一定的力學(xué)理論依據(jù)。方法:1.選取咬合關(guān)系正常的成年女性一名,對(duì)其下頜骨進(jìn)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(chǔ)上,建立下頜雙側(cè)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(shí)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(shè)置各

3、種材料參數(shù),以雙側(cè)下頜角附近的斷面作為固定約束,設(shè)定各組織間的接觸關(guān)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(zhǎng)軸一致,模擬單側(cè)后牙咬合狀態(tài)。得到當(dāng)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(shí)基牙牙體、牙周膜和缺牙區(qū)牙槽嵴Von Mises等效應(yīng)力分布云圖,提取應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。結(jié)果:1.建立了具有生物力學(xué)特性的下頜雙側(cè)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(shí),垂直載荷下球帽附著體義齒支持組織應(yīng)力分布較均勻,應(yīng)力集中范圍較小。隨著基牙牙周組織的吸收基牙應(yīng)力集中區(qū)逐漸擴(kuò)大,以根尖區(qū)擴(kuò)大較明顯。而第二前磨牙頸部出現(xiàn)高應(yīng)力區(qū),基牙牙周組織在四種狀況下最大Von Mises等效應(yīng)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(yīng)力集中區(qū)也

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

6、對(duì)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(yīng)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(yīng)力值大于球帽附著體義齒。結(jié)論:1.應(yīng)用螺旋CT斷層掃描及計(jì)算機(jī)軟件能建立生物相似性良好、可以旋轉(zhuǎn)、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(yīng)力增幅逐漸增大,當(dāng)吸收至1／2時(shí),應(yīng)力增幅最大,對(duì)于此情況不建議采用球