种植钉植入角度对种植钉辅助上颌快速扩弓的影响：三维有限元分析研究

发布时间：2021-03-06 14:32

　　目的:通过构建相关三维的模型,利用有限元分析法比较不同植入角度的种植钉对种植钉辅助上颌快速扩弓在颅颌面结构的应力分布和横向位移方面产生的影响,以期为生物力学机制研究和临床治疗提供参考。方法:对1名20岁正常女性志愿者头部进行螺旋CT扫描取得图像数据,导入Mimics软件后建立颅上颌复合体三维模型。腭中缝和上颌骨周围骨缝的宽度均设置为1.5mm,牙周膜宽度设为0.2mm。上颌骨性扩弓器和种植钉的三维模型由SolidWorks软件构建,然后与颅上颌复合体三维模型（除去下颌骨）一起导入3-matic软件中进行网格划分。建立五个包含不同植入角度种植钉的三维有限元模型:与横向扩展力方向呈80°、85°、90°,与横向扩展力相反方向呈85°、80°。最后导入Abaqus软件进行有限元模拟,在扩弓器上加载强制0.5mm横向位移,比较牙齿、腭中缝的横向位移和种植钉表面、种植钉周围颌骨的应力分布。结果:在对颅上颌复合体的应力分布模式上,各组模型之间未见显著差异。与扩展力相反方向呈80°植入的种植钉在初期稳定性和腭中缝的横向扩开量上有优势,但它有轴向脱位的趋势;与扩展力方向呈90°植入的种植钉支抗牙发生颊... 

【文章来源】：浙江中医药大学浙江省

【文章页数】：44 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１，颅上颌复合体三维模型??４??

０％??＃?＇歉：：＞?—４??图２．种植钉垂直植入时的颅上颂复合体－骨性扩弓器的三维有限元模型??（六）有限元模型的网格划分??将上述模型导入到３－ｍａｔｉｃ软件中划分网格，目的是实现有限元模型的离散，使三??维面网格模型转化为实体网格模型。通常来说，划分网格的数量越多，单元格的类型??越复杂，则模型的节点数越多，模型的几何相似性越好，误差也就越校但过多数量??的网格单元将导致过大的运算量，影响计算速度，所以一般网格密度调整至合适范围??即可。根据模型的特点和计算机的负担能力，本研究选用六面体单元与四面体单元的??混合网格及适中的网格密度，在合理控制运算量的同时能够较很好地模拟上颌扩弓的??加载情况。??（七）参数设定??在Ａｂａｑｕｓ软件中进行材料参数的设定，假设模型的各个组织结构为均质、连续、??各向同性的线性弹性材料，材料受力时的变形为小变形。模型中涉及到的骨骼、牙齿、??牙周膜、不锈钢金属等材料的弹性模量（Ｙｏｕｎｇ’ｓ?ｍｏｄｕｌｕｓ）和泊松比（Ｐｏｉｓｓｏｎ’ｓ?ｒａｔｉｏ）??参考相关文献的数据［１７，１８］，如表１所示。??６??

（五）观察和分析指标??１．颅上颂复合体的应力分布??２．腭部种植钉周围皮质骨的Ｖｏｎ?Ｍｉｓｅｓ等效应力??３．种植钉的Ｖｏｎ?Ｍｉｓｅｓ等效应力和运动趋势??４．支抗牙第一磨牙的位移改变??５．腭中缝标记点的位移改变??因模型左右大致对称，在观察记录标志点的位移量时，为了简化实验数据分析，??本实验只对右侧模型标志点进行分析。同时实验引入了?Ｖｏｎ?Ｍｉｓｅｓ等效应力的概念，??它是考虑了第一、第二、第三主应力而用数学方法综合而成的一个概念，常用于表示某??物体所受的总体应力情况。??—Ｎ?结果??（一）颅上颌复合体的应力分布??加载位移后观察所有模型可见颅上颂复合体的应力分布大致相似，种植钉植入角??度的改变对整个颅上颌复合体在应力分布类型上并未产生显著的影响，以模型Ｃ为例??（图４）。从前面观察，可见应力主要集中在眶下孔区域和牙槽骨区域特别是第一磨牙??颊侧牙槽骨；从始面观察，可见应力主要集中在４枚种植钉植入处周围的腭骨，靠前??的两枚种植钉比靠后的两枚种植钉周围应力分布范围更广，应力峰值更大。??■?？?＋２．Ｇ００ｅ＋０２??＝?－?＋ｉ．〇ｏ〇ｅ＋〇２??１－?＋３．０００ｅ＋０１??嫌｜?—?－?＋９．０００ｅ＋ＯＱ??■?－?－ｔ－６．００００４－００??｜Ｈ?－ｆ０．０００ｅ－ｆ００??ＢＳ－?＋３．５００８＋０１??ｍ?ｍ?■?－?＋３．ｏ〇〇ｅ＋ｏｉ??＃?ｍ??ｍ?ｍ?＋９．ｏｏ〇ｅ＋ｏｏ??■?邏?卷－＋６．ＱＱ０ｅ＋００??■－４－ｉ．ｏｏｏｅ－ｏｉ??Ｉ?Ｊ—ＷＬ?—?Ｉ??图４．模型Ｃ颅上领体的应力分布（前面观和胎面观）??１２??

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3067271