tm种植体骨界面应力分布特征初步是研究

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1、硕士学位论文lPlfIJJlIIJIIlltllrillIJJIIfllPPIfllY1997505TM种植体骨界面应力分布特征的初步研究硕士研究生：王素文指导教师：曾曙光教授宋光保教授摘要口腔种植技术在功能和美学修复效果方面相对于其它传统义齿修复方法而言具有极大的优点，已成为牙齿、牙列缺失重要的常规修复方法。目前，国内采用的种植系统仍以进口产品为主，其价格高昂，在很大程度上限制了口腔种植技术的普及应用。基于此，自主研发出具有高品质、低价位的种植系统意义重大。种植体—骨界面的应力分布直接关系到种植体能否长期保持功能状态。如果负荷适度，在生理范围内对骨组织产生刺激是有益的；反之，负荷

2、过大，超出骨的生理承受限度，则会造成局部骨吸收、坏死或骨微裂。影响种植体一骨界面应力分布的因素在种植体本身取决于所用材料，种植体的外形设计和尺寸；外部因素则主要取决于骨组织的解剖组织学形态和负荷的加载方式。种植系统的开发设计研究主要集中在种植体的材料、形状、宏观结构、表面微观结构和种植体与上部结构的连接等方面。本文运用计算机三维CAD建模技术和有限元分析技术，从静力加载和动力加载两个方面，对TM种植体骨界面应力分布特征进行了初步的研究与探讨。文中共建立3种种植体模型，包括标准ITl种植体模型和两类TM种植体模型。僻1种植体指直径沿1／2长度变化至标准宽度，变化幅度5m，锥度较大；T

3、M一2种·●植体指直径沿全长变化至标准宽度，变化幅度lO哪，锥度较小。中文摘要真实种植体一下颌骨有限元模型的建立目的利用cT数据扫描技术和三维CAD建模技术，建立完整的种植体一下颌骨有限元模型。方法：1．利用CT数据扫描技术，转化得到下颌骨DICOM格式的数据文件。2．利用逆向工程技术，将二维下颌骨图片信息转化为三维实体模型。3．采用CAD建模技术，得到标准ITl种植体和TM种植体的三维实体模型。4．装配种植体和下颌骨，得到种植体一下颌骨三维几何实体模型。5．将装配体模型导入有限元计算软件，进行精细的网格划分，得到相应的三维有限元网格模型。结果1．快速建立精确的下颌骨三维实体模型，

4、组织形态与结构相似性极好。2．标准ITl种植体和TM种植体依照实物尺寸构建，螺纹、锥度形态逼真。3．对所建立的种植体一下颌骨装配体模型进行了精细的网格划分，保证了有限元数值模拟结果的可靠性。为下一步对比研究TM种植体的生物力学特性奠定了计算基础。TM种植体骨界面应力分布的静力加载研究目的研究静力载荷作用下TM种植体骨界面的应力分布特征。方法1．实验假设和边界约束。2．对种植体上端在垂直加载和斜向载荷两种条件下进行有限元仿真计算。3．提取参考分析指标，分析结果，得出结论。，结果1．斜向加载条件下，种植体一骨界面的应力分布与垂直加载条件下相应的应力Ⅱ硕士学位论文分布存在显著差异，应力集

5、中情况严重，不利于种植体的生长稳固。2．垂直加载条件下，标准种植体的密质骨受力最为不利，而松质骨受力最为优越；TM一2种植体松质骨受力最为不利，而密质骨较标准种植体合理；TM-1种植体密质骨受力最为合理，松质骨受力介于其中。3．斜向加载条件下，标准种植体的受力最为合理；1M-2种植体密质骨受力最为不利，而TM一1种植体松质骨受力较为突出，但密质骨受力较为合理，最大Von-Mises等效应力值接近于标准种植体。4．从第一主应力和第三主应力的角度进行分析，可以发现，在垂直加载条件下，TM—1种植体与标准ITl种植体相比具有明显的优势；而TM一2种植体与标准ITl种植体相比各向指标表现不

6、佳，劣势颇多，不建议采用。TM种植体骨界面应力分布的简化动力分析目的研究动力荷载作用下TM种植体骨界面应力分布特征。方法1．建立简化的种植体一下颌骨模型。2．实验假设和边界约束。3．对模型进行斜向动力加载，进行有限元仿真计算。4．提取参考分析指标，分析结果，得出结论。结果1-成功建立简化的种植体一下颌骨有限元分析模型，能够提高动力仿真计算效率。2．动力加载条件下，基于各种力学指标评估，包括Von—Mises等效应力，第一主应力，第三主应力以及变形大小各方面，均证明与标准种植体相比较，单纯变化锥度形式的TM种植体没有优势，标准圆柱状植入体具有较高的受力合理性。nl中文摘要全文结论1．

7、综合cT数据扫描技术、逆向工程技术、三维CAD建模技术以及三维有限元仿真计算技术的技术研究线路在生物力学仿真，尤其是牙齿种植技术中具有突出的优越性，扮演着不可替代的角色，意义重大。2．在斜向加载条件下，密质骨和松质骨均表现出明显的应力集中现象，处于危险状态，静力加载和动力加载的结果均表明，标准种植体表现出较为优异的力学性能。3．在常规的垂直加载条件下，密质骨和松质骨应力分布较为均匀，相比之下，TM-1种植体表现出良好的受力特征，可以考虑临床实验应用。4．TM种植体作为