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种植体支抗是口腔正畸学中一个重要概念。对于那些因牙齿缺失而丧失口内牙颌系统支抗的成人正畸患者来说,在不影响美观的情况下,如何寻求支抗就显得尤为重要。口外支抗因影响美观而难以被患者接受,随着口腔种植技术的发展,种植体支抗的概念被引入到正畸学领域,并在临床逐步应用。以往人们研究较多是用做义齿修复的种植体-骨界面的应力分布规律,但由于用做支抗的种植体,其自身形态大小、植入条件、载荷状况、功能作用等均与它有别,故本实验采用三维有限元法,做如下研究:建立下颌骨牙齿缺失区支抗种植体三维有限元模型;筛选出适合做支抗的种植体;对不同力值、不同方向及不同作用形式的正畸载荷支抗种植体-骨界面进行应力分析;研究不同皮质骨厚度下的支抗种植体-骨界面应力分布规律。为临床治疗与实验研究提供理论依据和参考。 结果: 1.本实验通过计算机平面拉伸模拟技术建立人牙齿缺失区下颌骨三维有限元模型,并将不同形态及大小的种植体模拟植入下颌骨中,从而建立下颌骨的支抗种植体模型。将皮质骨设定为正交各向异性材料,松质骨设定为正交各向同性材料,并且皮质骨的力学参数采用新鲜人下颌骨的材料力学拉伸测试常数,可以比较准确地模拟口腔中的实际生理状况。标准实验模型是将刃状螺纹型种植体的植入体设定长度为10mm、直径为3.75mm、螺纹顶角为60°、基台高为7mm、种植体颈部皮质骨厚度为1mm。 2.实验采用三种圆柱状种植体—刃状螺纹型种植体、矩形螺纹型种植体和光滑型种植体模拟种植于牙齿缺失区的下颌骨中,进行骨界面应力分析。其颈部骨界面的Von-Mises应力分别为0.533MPa、1.160MPa、0.890MPa。 3.实验中对刃状螺纹顶角分别为60°、75°、120°的植入体施加正畸载 第四军医大学博士学位论文荷,60”螺纹顶角的植人体颈部骨界面的VOnMises应力值最小。三者骨界面应力分布规律基本一致。而且骨界面的位移量相差很小,变化规律非常相近。说明种植体螺纹顶角的改变并不影响骨界面的位移。 4.实验中对长度分别为 7 mm、10 nun、15 nun的植人体施加正畸载荷,其骨界面 VOn-Mises应力分别为 0.545 MPa、0.533 MPa、0.532 MPa;其位移分别为 0.169 n m、0.163 u m、0.161 m。对直径分别为 3 nun、3.75 nun、5 mm的植人体施加正畸载荷,其骨界面VOn-Mises应力分别为0.807 MPa刀.533 MPa、l刀80MPa;其位移分别为 0.232 u m、0.163 u m、0.illn m。 5.实验中将种植体分别植人颈部皮质骨厚度为 0.5 mm、Inun、Zrnm的下颌骨中并施加正畸载荷。颈部皮质骨越薄,骨界面应力值就越大。皮质骨在达到一定厚度后,骨界面应力并不随其厚度的增加而相应递减。在松质骨内,三者骨界面应力分布规律一致,在量上也无明显差异。皮质骨越薄,其颈部骨界面的位移量也就越大,二者之间成反比关系。而且,三者骨界面的位移分布规律完全一致。 6.对不同载荷力值下的标准实验模型进行种植体-骨界面应力分布规律研究。其应力分布规律一致。应力和位移的大小与所受载荷力的大小成正比。当给支抗种植体加载接近G g时,就应注意有可能引起骨病理性吸收。 7.对标准实验模型施加等值力的近远中向、颊舌向及龈胎向的载荷,其骨界面的Von-Mises应力值以颊舌向载荷最大、近远中向载荷次之、垂直向载荷最小。三者骨界面的位移变化趋势差异很大。前两者位移量较大,并沿植人体长轴缓慢递减,而后者的位移量非常小,并沿植人体长轴的位移变化也非常小。 8.当载荷作用点高度分别为 4 nun、7 mm、10 nun时,施加等值力正畸载荷,其种植体颈部的骨界面Von-Mises应力值分别为0.340 MPa、0.533 MPa、0.731 MPa。种植体颈部的骨界面的位移分别为0.117 u m、0.163 u m、0.210 um。当作用点从 4 rum高度增加至 7m时,其骨界面 Von-Mises应力和位移分别增加了57%、39低 当作用点高度再增加3删至IO——时,二者分别增加了 37%、29%。 9.由于本实验中种植体种植的部位略偏向舌侧,当种植体受到扭力作用的 2 -第四军医大学博士学位论文时候,其舌侧、颊侧及近远中侧的最大Von-ises应力椭u为 0.65 MPa、0石24MPa、0.603 MPa。从上述结果可见,种植体周围的骨板越窄,其颈部所受应力就越大。 结论: l.下颌骨牙齿缺失区支抗种植体三维有限元模型的几何相似性、生物力学相似性及临床适应性均佳。 2.60o螺纹顶角的刃状螺纹型种植体比较适合做口腔正畸支抗体。 3.在等值力载荷条件下,植人体越长,其颈部和根端部的应力及位移量就越小。随着种植体长度的增加,界面骨组织内的应力分布越趋于合理。 4.在等值力载荷条件下,不同直径的种植体,其颈部骨界面应力值与其直径并不成比例关系,即种