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随着骨整合理论的成熟和种植体材料性能的提高,种植修复的成功率得到了提高,但也有个别种植失败的病例报道,包括种植体的折断、松动,直至最后的脱落等,其中,造成种植修复失败、种植体脱落的主要原因之一是由于应力集中引起某个点负荷过大,种植体-骨界面的过负荷,从而导致的种植体周围骨吸收。这说明,种植义齿的成功除了要求种植体要有良好的生物相容性外,更要具备极佳的生物力学相容性,当其在口腔中发挥咀嚼功能、载荷加于其上时,应力分布趋于均匀,应力集中轻微,应力和位移峰值小。同时,在种植体设计中,组织界面的应力传导与分布是一个需要考虑的重要方面,义齿承受载荷后,界面上应力的分布合理与否直接影响骨整合界面的形成和保持,从而影响到种植义齿修复的成功率和远期效果。大量的研究结果表明,能影<WP=51>响应力分布状况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学、组织学形态和负荷的加载方式。由此可见,在种植体的形态设计和选择时,都应遵循一定的生物力学原理,这是保证种植体在颌骨内“长存久安”的关键。目前,国际市场上种植系统种类繁多,形态多样,选择何种形态、哪个系统的种植体,是每个种植临床医生都要面临的问题。以往的文献中关于种植体形状的研究颇多,但对种植体表面螺纹的生物力学方面缺乏深入系统的研究。本实验采用三维有限元法,运用Solidworks、Cosmos软件,从生物力学的角度,就种植体形态的一个方面——种植体表面螺纹的设计进行研究。用有限元软件在微机上就螺纹形状、顶角角度、螺距、螺纹位置等方面建立了五组不同设计的模型,通过对模型施以30、300牛顿两种大小,垂直、斜向45。两种方向的集中载荷,研究静态载荷下种植体不同螺纹设计的应力分布和位移,以获得各组设计模型的应力分布特征、Von-Mises应力极值以及最大位移值,来比较各种模型螺纹设计的优劣,从而阐述种植体螺纹的不同设计对种植体及其周围组织的生物力学影响,为种植体的优化设计和临床医生选择种植系统提供参考。 <WP=52>本研究计算结果由三维数字化图像和图表二种形式来说明:三维数字化图像反映五组模型在各种工况下的应力分布特征,图表说明各种工况下种植体-骨界面的Von-Mises应力峰值、分布特点和最大位移值。通过沿牙槽骨颊舌向长轴、经种植体中心纵剖有限元模型,观察各组模型的三维有限元结果图,得出各组模型的应力峰值和最大位移值数据,并在每个应力剖面图上自上而下取四点(牙槽嵴顶皮质骨最上端、皮质骨和松质骨交界处、第二点与种植体根尖之间的中点、种植体根尖点)的应力值画出曲线,分析比较各组模型的应力变化特点。经过分析得出如下结论:1、螺纹形状对称组螺纹顶角设计为60。、螺距1.0mm较合理,应力峰值较小,应力分布较均匀,应力集中轻微;2、螺纹形状不对称组,螺纹上平下斜式、顶角45。的设计更符合生物力学要求,临床可考虑采用;3、螺纹位于种植体不同位置组设计为下1/3螺纹更可取,但应尽量避免非轴向力; 4、各种种植体设计在垂直、斜向载荷下种植体-骨界面的应力集中多出现在种植体颈部和根尖1/3;斜向载荷下种植体-骨界面的应力峰值显著高于垂直载荷下应力峰值,临床上应尽量避<WP=53>免;5、牙槽嵴顶区皮质骨厚度影响种植体-骨界面的应力分布,皮质骨越厚,应力分布越均匀,应力集中越轻微,应力峰值越小;6、载荷的大小与种植体-骨界面应力大小呈线性正相关。