tm种植体骨界面的光弹性力学实验研究

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1、南方医科大学2010级硕士学位论文TM种植体骨界面的光弹性力学实验研究PhotoelasticstressanalysisofbiomechanicalbehaviorofTensionMoreimplant课题来源：广东省科技计划项目基金20088030301186学位申请人导师姓名专业名称培养类型培养层次所在学院答辩委员会主席答辩委员会委员论文评阅人苏英敏宋光保教授口腔临床医学全日制专业型硕士研究生第一临床医学院陈松龄教授周磊教授黄建生教授刘从华教授兰泽栋教授邓飞龙教授张宇副教授2014年05月15日广州硕士学位论文TM种植体骨界面的光弹性

2、力学实验研究硕士研究生：苏英敏指导教师：宋光保教授摘要研究背景：临床上应用的不同系统种植体，功能负载后均出现一定程度边缘性骨吸收，导致种植体松动、脱落。边缘性骨吸收病因尚未十分清楚，目前认为咬合过载和种植体周围炎是造成其主要原因。MuratCehreli经研究表明：边缘骨吸收可能由于种植体颈部设计不合理，剪切力不能沿种植体向周围骨组织有效传递而产生的局部应力集中所致。许多学者通过改良种植体外形设计，尤其颈部设计，以优化种植体与骨组织的生物力学相容性，降低边缘骨吸收。TM(TensionMore)种植体是一种力求获得较大界面张力的种植体，体部冠端

3、直径较根端缩窄lmm，形成独特的倒锥形颈部设计。这种缩窄颈部设计符合人体牙槽骨的生理解剖形态，尽可能保存了皮质骨宽度：为种植体早期骨结合提供有利的骨愈合间隙；把种植体骨界面的剪应力转变为张应力，确保种植体骨界面合理的应力分布。本课题组早期研究发现经粗化表面处理的TM种植体在冠部间隙存在的情况下取得了良好骨整合。经动物实验研究证明，喷砂酸蚀表面处理的TM种植体颈部楔形骨缺损能自主骨修复，且比圆柱螺纹种植体更有利于骨结合，更有效保存颈部皮质骨。通过三维有限元分析比较2种不同锥度TM摘要种植体骨界面的应力分布特征，结果表明：垂直荷载下，锥度长度5mm

4、的TM种植体骨界面具有较好的生物力学表现。生物力学研究法广泛应用于种植体骨界面应力分布特征的研究，为优化种植体设计提供力学理论依据，对维持种植体长期稳定性以及提高远期成功率具有重要意义。ADA(AmericanDentalAssociation)规定新型种植体研发的相关序列性实验中，力学研究实验应包括理论力学分析和实验应力分析两个方面。TM种植体的研发严格遵守ADA对种植体的检测程序。本实验组早期对TM种植体力学研究应用的三维有限元法，属于计算机虚拟的理论分析法，需要实验应力分析法重现虚拟原型，验证其有效性。光弹应力分析法具有全场性、直观性等优

5、点，是种植体力学研究中十分成熟的实验应力分析技术。有学者认为三维有限元法与光弹应力分析法相结合是最合理的口腔力学行为研究方法。目的：本课题利用不同的光弹材料模拟颌骨的皮质骨．松质骨结构，建立包含种植体的复合光弹模型，运用准三维光弹应力分析法，研究不同锥度设计的TM种植体对种植体骨界面应力分布的影响。方法：1．种植体制备及分组医用纯钛制作5组种植体，对照组为圆柱状螺纹种植体；实验组为4种不同锥度TM种植体，分别为：锥度长度3mmTM种植体、锥度长度为5mmTM种植体、锥度长度7mmTM种植体、锥度长度10mmTM种植体。2．复合光弹模型制作本次实

6、验采用的光弹材料为改性环氧树脂，固特邦结构加固特种材料，分为A，B两组份。在A、B组份允许的配比范围内，配制出5种不同的环氧树脂。通过压缩实验测量5种环氧树脂试件的弹性模量和屈服应力。根据光弹实验相似性原则，参照实体颌骨皮质骨、松质骨弹性模量比，最后，选取A：B重量比为100：40作为拟皮质骨层光弹材料，A：B重量比为100：55作为拟松质骨层光硕士学位论文弹材料。按材料配比后，对皮质骨光弹材料、松质骨光弹材料进行光学性能测定。2种光弹材料分别制作成纯弯梁模型，置于光弹仪中，测量2种光弹材料的材料条纹值。复合光弹模型的制备。种植体垂直倒置于50

7、mmx50mmx10mm硅胶模具中心，确保种植体颈部与皮质骨层良好关系，使皮质骨．松质骨界面位于种植体第一螺纹处并固定。皮质骨、松质骨两部分光弹材料需分层浇铸固化。首先，按比例混合皮质骨层光弹材料，并充分搅拌后，注入模具内，室温固化后脱模，皮质骨与松质骨接触界面利用砂纸研磨修整，使lmm皮质骨层厚度均匀，并模拟皮质骨．松质骨之间的生理性机械微嵌合。然后，将种植体．皮质骨模块再置回模具内进行松质骨光弹材料的灌注，最后得出包含种植体的复合光弹模型。5种种植体各自包埋于由松质骨及皮质骨构成的仿生颌骨模型中，共建立5个复合光弹模型。确保模型中无留有气泡

8、，种植体与光弹材料为完全接触。3．TM种植体光弹应力分析利用前面的实验所测得的皮质骨、松质骨材料的弹性模量、屈服应力以及材料条纹值，通过公式进行理论换