上颌无牙颌All-on-4种植修复远中种植体倾斜角度对骨组织应力影响的三维有限元研究

发布时间：2020-09-03 19:39

　　 目的:运用三维重建技术建立上颌无牙颌患者All-on-4种植修复三维模型,采用三维有限元分析方法对远中植体倾斜角度不同的三维模型进行加载受力分析,研究远中种植体倾斜角度对远中种植体以及近中种植体周围骨组织应力的影响,分析植入方向角度对于All-on-4种植修复的影响。材料与方法:选取在青岛市口腔医院就诊上颌无牙颌患者10例(男女各5例、平均年龄64岁)。患者临床检查:健康状况良好,无系统性疾病,未有种植牙修复史,颌面部无缺损,牙列缺失1年及以上,上颌牙槽骨无明显吸收,软组织状况良好,可适宜于All-on-4种植义齿修复。在种植前对患者进行颌面部的CBCT扫描。将上颌骨扫描数据以Dicom格式输入Mimics软件中进行重建,获得无牙颌上颌骨的三维模型,经三维软件Geomagic做三维实体处理;上颌义齿模型采用Siron口内扫描仪获得三维影像数据,在Geomagic中处理得到实体模型;All-on-4种植体采用Solidwork进行设计完成,基台与植体一体化设计,根据基台与种植体所成角度分别设计4种植体(0°、15°、30°、45°)。在Solidwork中将上颌骨以及种植体、义齿的三维模型进行装配,装配时2颗近中植体选择0°植体,根据远中植体(0°、15°、30°、45°)的不同分为4组,装配式保持基台为与牙合平面垂直,植体向远中倾斜,左右对称。在Ansys Workbench中将装配体进行网格划分、材料属性赋值、接触关系设定等。有限元分析选择在Ansys Workbench中进行咬合力加载,分别对上颌义齿施加200N的垂直于咬合平面的力量,根据咬合面积分配力值,第一前磨牙30.44N,第二前磨牙26.09N,第一恒磨牙43.47N。同时设计对照组,对照组为上颌后牙同等骨组织状况的第一磨牙的单颗种植牙修复,同样根据基台与种植体的倾斜角度分为0°、15°、30°、45°组,对照组在上颌第一磨牙施加43.47N垂直加载应力。分析种植体与骨组织界面的应力云图,读取每颗植体周围最大的应力值。对获得数据的应用SPSS14.0统计分析软件进行分析,分析种植体周围骨组织应力变化与种植体倾斜角度的关系。结果:1.本实验研究通过CBCT扫描获得上颌无牙颌的Dicom格式数据,建立包含无牙颌上颌骨4颗种植体、上颌固定修复义齿等在内的完整的上颌无牙颌All-on-4种植体三维有限元模型。2.实验结果表明,在上颌无牙颌All-on-4种植体全口固定义齿三维有限元分析中,最大应力多出现在远中种植体颈部区域。在咬合力的作用下随远中种植体的倾斜角度变大,种植体与骨组织界面之间应力变化为逐渐增加趋势,在倾斜角度超过30°时,种植体周围骨组织皮质骨应力与0°组有明显的统计学差异。松质骨应力没有明显差异。3.实验结果表明,在上颌无牙颌All-on-4种植体全口固定义齿三维有限元分析中,随远中种植体的倾斜角度变大,近中种植体与骨组织界面之间变化为逐渐减小趋势。远中植体倾斜角度越大,近中植体所产生的应力越小,在远中植体倾斜超过15°时,近中植体周围的皮质骨骨组织应力与0°组对比有明显的统计学差异。松质骨应力没有明显差异。4.在上颌无牙颌All-on-4种植体与单颗种植体修复受力比较,上颌第一磨牙单颗种植体受到43.47N的咬合力与All-on-4整体牙弓受到200N的咬合力(远中第一磨牙受到43.47N咬合力同时第一前磨牙和第二前磨牙受到30.44N和26.09N咬合力)相比较,All-on-4组的远中种植体周围骨皮质受到的应力大于单颗第一磨牙种植体修复组。但实验结果没有统计学差异。结论:1.远中种植体倾斜角度是上颌无牙颌All-on-4种植修复稳定性与成功率的重要影响因素,随远中种植体倾斜角度增加,皮质骨周围应力增加,在临床应用时应考虑倾斜角度的影响而对咬合力做相应的调整。2.在上颌无牙颌All-on-4种植修复中,远中植体作为整体承受的咬合力所产生的应力力值大于施加相应的咬合力情况下单颗磨牙种植体所产生的应力值,虽然没有统计学差异,在临床应用时应做相应的减少负荷的处理。
【学位单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R783.6
【部分图文】：

第一部分： 建立上颌无牙颌 All-on-4 种植固定义齿三维有限元模型中，通过对模型修整，去除游离的面片，孔洞的填充，曲面线的绘制等，对尖或有突起的面片进行光顺处理，利用简化命令减少多边形的三角面片数目。在面阶段，将多边性进行曲面分析，手动划分曲面线，生成曲面片。对构建好的面片进行格栅化后通过拟合曲面命令生成 NURBS 曲面将点云结构的上颌骨无颌模型拟合成为实体化的三维模型。为了更好模拟上颌骨结构，将颌骨分为上皮质骨与松质骨，在 Geomagic 软件中使用偏移命令，将上颌骨向内偏移 2mm为上颌骨皮质骨。皮质骨与松质骨作为两个模型保存，将整体上颌骨的三维实模型以 STP 格式储存。

GeomagicStudio2013操作界面(上颌无牙颌初始形态)

图 3. Geomagic Studio2013 操作界面(上颌无牙颌经曲面化完成后)1.4 种植体三维模型在 Solidework 中设计种植体的三维模型，所采用参数为：直径 4.5mm、长度 10mm、螺距 0.84*2mm、螺纹厚 0.84mm、螺纹高 0.5mm、基台高度 4mm基台锥度 6°。基台与种植体采用一体化设计，根据实验设计，制作 4 种远中种植体，设计种植体与基台所成角度为 0°，15°，30°，45°，以.X-t 格式储存。

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本文编号：2811880