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实验目的:本实验拟通过有限元分析法探究ⅠⅣ类骨组织中,不同类型碳纤维增强聚醚醚酮种植体在单颗种植修复、单端种植固定桥、双端种植固定桥修复中的应力和应变,为碳纤维增强聚醚醚酮种植体的临床应用提供一定的实验基础。实验方法:实验首先通过锥形束计算机断层技术获取正常颌骨的影像数据,将其导入医学图像处理软件Mimics 19.0中,截取并建立右下颌骨第二前磨牙至第二磨牙区域的颌骨和牙冠的三维模型,随后将STL格式的模型数据导入Geomagic Wrap2017软件中,对截取的模型进行平滑、光顺,并重新划分网格,分别形成第二前磨牙、第一磨牙、第二磨牙和ⅠⅣ类骨组织的三维实体模型。在Solid Works 2018软件中设计并建立种植体、基台和中央螺丝的三维模型,使用软件的装配功能组装骨块、种植体、基台、中央螺丝和牙冠模型,最终建立四种骨质类型的单颗种植修复、单端种植固定桥和双端种植固定桥的有限元分析模型。将模型导入有限元分析软件Ansys Workbench 18.0中,种植体的材料设定为钛、纯聚醚醚酮（PEEK）、30%短碳纤维增强聚醚醚酮（30%SCFR-PEEK）和60%连续碳纤维增强聚醚醚酮（60%CCFR-PEEK）,设置工况条件、划分网格,分析三种修复方式中种植体及其周围骨组织的应力和应变分布。实验结果:1、在单颗种植修复模型中,60%CCFR-PEEK种植体和钛种植体内部的应力分布明显大于PEEK种植体和30%SCFR-PEEK种植体。在种植体周围骨组织中,PEEK种植体和30%SCFR-PEEK种植体颈部周围皮质骨的应力和应变均高于60%CCFR-PEEK种植体和钛种植体;PEEK种植体周围松质骨的应力和应变主要分布于种植体的颈部,且随着骨密度降低,种植体颈部骨组织的应力集中程度增加,在斜向载荷下,Ⅱ类骨、Ⅲ类骨和Ⅳ类骨中,PEEK种植体周围的骨应变超过了骨组织的生理极限;30%SCFR-PEEK种植体周围骨组织的应力和应变分布最均匀。2、在双端种植固定桥模型中,钛种植体和60%CCFR-PEEK种植体内部的应力分布同样大于PEEK种植体和30%SCFR-PEEK种植体,钛种植体和60%CCFR-PEEK种植体内部的应力更高;四种种植体内部的应力值在Ⅰ类骨中最低,从Ⅱ类骨Ⅳ类骨中种植体的应力值变化较小。在种植体周围骨组织中,PEEK种植体和30%SCFR-PEEK种植体颈部的皮质骨应力和应变相比钛种植体和60%CCFR-PEEK种植体更高,且分布更加均匀,在Ⅱ类骨中尤为明显;钛种植体和60%CCFR-PEEK种植体周围松质骨的应力和应变分布集中于种植体的底端,且在颈部周围的骨组织中出现了明显的低于生理性应变的区域;在Ⅱ类骨、Ⅲ类骨和Ⅳ类骨中,PEEK种植体周围松质骨的应力和应变集中于种植体的颈部,30%SCFR-PEEK种植体在底端和颈部周围的骨组织中应力和应变分布相对更加均匀。3、在单端种植固定桥模型中,靠近悬臂端的种植体承受的应力更多;与钛种植体和60%CCFR-PEEK种植体相比,悬臂端的PEEK种植体和30%SCFRPEEK种植体内部的应力分布相对更加均匀,在Ⅱ类骨、Ⅲ类骨和Ⅳ类骨中,悬臂端的钛种植体和60%CCFR-PEEK种植体内部的应力明显偏向于悬臂一侧。在种植体周围骨组织中,PEEK种植体周围骨组织的应力和应变分布集中于种植体的颈部周围,钛种植体和60%CCFR-PEEK种植体骨组织的应力和应变分布集中于种植体的底端周围,30%SCFR-PEEK种植体在颈部和底端周围骨组织都有明显的应力和应变分布,且相对更均匀;PEEK种植体和30%SCFR-PEEK种植体颈部周围皮质骨的应力和应变明显高于钛种植体和60%CCFR-PEEK种植体,钛种植体和60%CCFR-PEEK种植体颈部周围的骨组织中出现了明显的低于生理性应变的区域;从Ⅰ类骨Ⅳ类骨,各个种植体颈部周围皮质骨的应力和应变逐渐增大。实验结论:根据有限元分析结果,可以得出:30%短碳纤维增强聚醚醚酮种植体在四种骨质类型的单颗种植修复、单端种植固定桥和双端种植固定桥中,均表现出了良好的应力和应变分布,其不仅可以减少应力遮挡,还能避免过度的应力集中;钛合金种植体和60%连续碳纤维增强聚醚醚酮种植体的颈部周围的皮质骨和松质骨中均出现了一定程度的应力遮挡;聚醚醚酮种植体由于强度较低,容易产生应力集中,在骨质条件较差时,对骨组织的应变会超过其极限负载,造成骨组织损伤。