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目的:
1、探讨4种不同螺纹形状的种植体对种植体-骨界面应力分布的影响,寻找最佳的螺纹形状设计。2、比较不同直径、长度的种植体对种植体-骨界面应力分布的影响。
方法:
按照种植体不同螺纹形状、长度与直径,建立种植义齿的三维有限元模型。以美国31种植体系统为参考,在Solidworks三维制图软件中绘制包含种植体、相应基台及牙冠的2组三维实体模型。第一组为螺纹分析组,可变参数为螺纹形状,分别设为等腰梯形、矩形、支撑形及反支撑形,共得到4种模型;第二组为尺寸分析组,可变参数为长度与直径,长度分别设为8mm、10mm、12mm和14mm,直径分别设为3.5mm、4.0mm、4.5mm和5.0mm,通过不同长度与直径交叉组合,共得到16种模型。绘制下颌骨骨块,其长、宽及高分别为15、12、15mm,皮质骨厚度设为1mm。对每个模型进行垂直向及斜向加载负荷,运用AnsysWorkbench13.0分析比较各模型受力后应力分布情况。
结果:
在垂直向及斜向载荷下,螺纹分析组各模型应力集中均出现在种植体颈部皮质骨区和根尖松质骨区,螺纹形状的改变对应力分布的影响不明显。各模型种植体周围骨组织最大Von Mises应力值差异较大,等腰梯形螺纹应力峰值最小,支撑形螺纹应力峰值最大。尺寸分析组模型在两种载荷下应力集中也出现在种植体颈部皮质骨区和根尖松质骨区,随着种植体长度增加,根尖松质骨区应力集中缓慢下降;随着种植体直径的增大,根尖松质骨区应力集中明显减小。
结论:
在4种不同螺纹形状中,种植体表面螺纹的最佳设计为等腰梯形。在种植体长度与直径的选择中,直径与长度越大,种植体-骨界面的应力集中越小,但与长度相比,直径的影响更加显著。