随着经济发展与社会进步,人类的生活品质不断改善,对口腔健康的要求也随之提高。而由于自然老化和外部损伤,牙齿缺失已经成为一种广泛而严重的口腔问题。为防止病变发展,应及时进行缺失牙齿修复,而缺失牙齿三维重建是缺失牙齿修复的关键问题。如何进行缺失牙齿三维重建,使义齿更美观,具有更理想的应力分布,成为一个亟待解决的问题。为了提高缺失牙齿三维重建的效率,保证缺失牙齿三维重建的精度,本文以种植牙修复体为研究对象,提出一种基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建方法,并对重建模型的力学性能进行仿真分析与实验验证。本文提出基于镜像建模的缺失牙齿点云建模方法,简化缺失牙齿三维重建流程,提高缺失牙齿三维重建效率。研究螺旋CT图像的获取及预处理方法,对螺旋CT图像进行中值滤波,提高图像质量;提出基于Mimics的缺失牙齿镜像模型建立方法,对CT图像中缺失牙齿的对称牙齿进行三维重建,建立缺失牙齿镜像模型;提出基于Geomagic的缺失牙齿点云模型建立方法,优化镜像模型,建立缺失牙齿点云模型。根据本文提出的方法建立出了上颌中切牙与下颌第二磨牙的点云模型,验证了基于镜像建模的缺失牙齿点云建模方法的正确性与有效性。本文提出基于逆向工程的缺失牙齿三维建模方法,引入Nurbs曲线与曲面,保证缺失牙齿三维重建精度。提出基于Imageware的缺失牙齿曲面模型建立方法,通过处理点云模型、识别特征曲线、构建特征曲面,建立缺失牙齿曲面模型,并对曲面模型进行评价,评价结果表明曲面模型满足光顺度要求和精度要求;提出基于SolidWorks的缺失牙齿三维模型建立方法,将满足造型要求的缺失牙齿曲面模型生成实体,建立缺失牙齿三维模型。根据本文提出的方法建立出了上颌中切牙与下颌第二磨牙的三维模型,验证了基于逆向工程的缺失牙齿三维建模方法的正确性与有效性。本文对缺失牙齿重建模型进行有限元仿真,研究和验证缺失牙齿重建模型的力学性能。研究有限元模型建立方法,通过导入三维模型、赋予材料属性和划分单元格建立缺失牙齿有限元模型;研究有限元仿真设置方法,对缺失牙齿有限元模型添加约束并加载载荷;进行缺失牙齿重建模型有限元仿真,得到其最大应力分布,并与缺失牙齿重建模型的抗压强度进行比较。本文以上颌中切牙与下颌第二磨牙为例,进行缺失牙齿重建模型的有限元仿真,仿真结果表明缺失牙齿重建模型满足力学性能要求,验证了缺失牙齿重建模型的正确性,从而验证了基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建方法的正确性与有效性。本文对缺失牙齿重建模型进行实验验证,研究和验证缺失牙齿重建模型的力学性能。以二氧化锆为材料,采用齿科CAD/CAM系统加工制造缺失牙齿重建模型;设计并进行缺失牙齿重建模型的压缩试验,得到缺失牙齿重建模型断裂载荷,并与咀嚼力和颌力进行比较。本文以下颌第二磨牙为例,进行缺失牙齿重建模型的加工制造和实验验证,实验结果表明缺失牙齿重建模型满足力学性能要求,验证了缺失牙齿重建模型与仿真结果的正确性,从而验证了基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建方法的正确性与有效性。