种植体骨结合率对种植体固有频率影响的有限元分析

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1、种植体骨结合率对种植体固有频率影响的有限元分析　　　汪昆，李德华，李玉龙，于敬宇，刘宝林【关键词】牙种植体Effectsofbonecontactrateonnaturalfrequencyofthedentalimplant　　【Abstract】AIM:Toinvestigatetheinfluenceofbonecontactrate(BCR)onthevaluesofnaturalfrequencyofdentalimplantsby3dimensionalfiniteelementanalysis.METHODS:Usingthemercialc

2、odeofSolidodelsofcylindricaldentalimplantandmandibularbonesegmentplantboneplexeshedbyABAQUSsoftplantplantincreasedfrom23960Hz(BCR=0)to25886Hz(BCR=100%)astheBCRincreased.CONCLUSION:ItisconcludedthatBCRplaysaroleininfluencingthevaluesofnaturalfrequencyofdentalimplants,butitisnotthem

3、aininfluencingfactor.　　【Keyplant；3dimensionalfiniteelement；bonecontactratio；resonancefrequencyanalysis　　【摘要】目的：用有限元方法研究种植体骨结合率与种植体固有频率之间的关系.方法：建立牙种植体、局部下颌骨骨块三维立体有限元模型，利用ABAQUS有限元软件，分析不同等级骨结合率下种植体的固有频率.结果：随着骨结合率由0增加至100％，种植体固有频率相应从23960Hz增加到25886Hz.结论：种植体的骨结合率对其固有频率有一定影响，但并非主要影响因数.

4、　　【关键词】牙种植体；三维有限元；种植体骨结合率；共振频率分析　　0引言　　牙种植体的稳定性是一种常用的临床检查指标，用以反映种植体骨愈合情况和指导种植体的临床修复时机.扪诊和Periotest方法是目前在临床中通常采用的种植体稳定性检测手段，由于存在灵敏度低、重复性差等问题，因此这两种方法的检测结果对临床指导意义不大.作为评价种植体稳定性的最新技术，共振频率分析（resonancefrequencyanalysis,RFA）表现出了很高的灵敏度且测量重复性好，它不仅可以反映种植体骨界面的愈合状态，而且可以反映种植体颈部骨吸收情况，这大大提高了它的应用价

5、值〔1-4〕.但是，如何正确解释RFA值的临床意义是该方法的一项重要研究课题.目前尚未见关于种植体骨结合性质与RFA值之间的关系的报道，而这恰恰是RFA研究的一个关键问题.因此，我们旨在运用有限元方法，研究不同骨结合率对种植体固有频率的影响，为进一步揭示RFA值的临床意义提供理论依据.　　1材料和方法　　1.1材料　　个人用计算机：CPU2.8G，内存1.0G；软件：Solidm，长11.0mm，上部基台简化为直径5.0mm，高3.0mm的圆柱体（Fig1）；下颌骨立方骨块尺寸为10mm（近远中）×15mm（高度）×10mm（颊舌向），立方体骨块4个外表面

6、（颊舌面及上下面）画出1.2~1.6mm厚密质骨层〔2〕，在骨块中央绘制出容纳种植体的种植窝（Fig　2）.　　1.2.2装配实体模型和模型分元将生成的种植体、骨块模型文件导入ABAQUS有限元软件，装配种植体和骨块.利用该软件自动划分功能进行种植体、局部骨块的单元划分，整个模型采用四面体单元划分.　　1.2.3材料力学参数我们参照Huang等〔2〕的模型参数，模拟Ⅱ类骨质（LekholmZarb1985），具体材料力学参数见Tab1.表1有限元模型材料力学参数（略）　　1.2.4不同等级骨结合率的模拟将种植体骨结合率分为五等级，即0，25％，50％，75

7、％和100％.五种等级的骨结合率分别通过种植体骨界面不同比例的骨结合和非骨结合来模拟，骨结合与非骨结合区域在种植体表面间隔出现，并随机分配〔5〕.骨结合区域骨组织和种植体界面单元在载荷下的相对位移为0，而非骨结合区域界面单元在外力作用下允许相对滑动，摩擦系数μ＝0.2.　　1.2.5实验假设及边界条件模型中种植体和骨组织假设为连续、均质和各向同性的线弹性材料；下颌骨局部骨块颊舌面及骨块底面给予刚性约束〔6〕.　　1.2.6固有频率分析牙种植体振动的固有频率并不是单一的，而是由多阶振动频率所构成，本实验选定种植体颊舌向的一阶弯曲振动频率作为研究指标，该固有频

8、率即为临床RFA方法检测的种植体共振频率〔2〕.　　2结果　　种植