双种植体固定修复上颌切牙区的三维有限元分析

摘要

研究背景：
　　 外伤或牙周病变等因素常导致上颌前牙区出现多牙缺失，严重影响患者的美观及相关功能。活动义齿或传统的固定桥修复已不能满足患者的需求，而种植义齿以其美观、舒适、少磨牙等优点，越来越受到广大患者的青睐，被认为是修复前牙美学区的最佳治疗方式。
　　 当上颌4颗切牙缺失时，根据牙槽骨的质和量、缺牙区近远向的间隙大小、手术耐受力、经济承受力等因素，可选择4颗种植体支持的单冠或连冠、2颗种植体支持的固定桥，也可选择种植体-天然牙混合支持修复[1]。然而不同的修复方式对种植体直径、长度、数目以及种植体植入点的选择有不同的要求，多个种植体的植入要求种植体之间有足够的间隙以减少邻面牙槽嵴的吸收，并维持邻面软组织的高度，但多颗牙连续缺失常造成牙龈乳头的丧失和种植体植入区的近远向空间不足导致种植体难以取得理想的植入点[2]。而适当的减少种植体数目，可以降低相邻种植体植入时破坏邻面骨组织的手术风险，保留了更多的软组织，防止修复体覆盖的软组织区域过小，使种植体周围的软组织丰满，为后期的美容修复提供了良好的条件，同时也降低了治疗项目的医疗费用[3]。所以如何科学设计上颌切牙区的种植修复方式，使种植体周围骨组织的应力分布更为合理，同时使种植义齿的美容效果更为满意，是目前口腔生物力学研究的一个热点课题。
　　 研究目的：
　　 本实验采用螺旋CT断层扫描建模和三维有限元分析的方法，分析比较两种设计的上颌切牙区双种植体位置发生改变时，种植体-骨界面的应力分布及位移特征，从而阐述种植体周围骨组织的生物力学影响，为种植义齿修复上颌切牙区的优化设计提供参考。
　　 研究方法：
　　 本实验采用螺旋CT扫描技术和Mimics10.0软件、Geomagicstudio9.0软件的实体建模技术，结合ANSYS有限元分析软件建立上切牙区双种植体支持固定桥的三维有限元模型。模拟正中咬合与功能咬合时的受力状态，给予不同的加载条件，计算出各种加载条件下骨界面的应力及位移量，并绘制出皮质骨的应力分布图。
　　 结果：
　　 1、将CT扫描技术、数字图像处理技术与一系列计算机软件相结合，成功建立了两种设计的上颌切牙区双种植支持修复体的三维有限元模型，模型的几何相似性高，网格划分合理，能够满足模拟加载的需要，所得数据、图形和图像可重复使用，模型中的种植体可以根据需要单独提取观察或更换；模型可根据不同的研究目的被任意旋转观察、切割、和修改，为后续的有限元分析研究提供了模型支持。
　　 2、骨界面的分布特征：同一模型在各种加载条件下，种植体-骨界面的应力分布特征大致相同，变化趋势相似；种植体-皮质骨的Vonmises应力远大于根尖部；功能咬合位载荷＞正中咬合位载荷；60度载荷＞30度载荷。
　　 带悬臂义齿皮质骨的应力分布明显不均匀：同一加载条件下，应力主要集中在种植体-皮质骨界面的远中部，远中＞唇侧＞舌侧＞近中；集中载荷≈分散载荷；Vonmises应力值在生理范围内。
　　 双端支持义齿皮质骨内的应力分布较为均匀：同一加载条件下，最大应力值位于皮质骨的远中部，远中＞近中＞唇侧＞舌侧；集中载荷＞分散载荷，60度载荷＞30度载荷；60度加载时，出现过载现象。
　　 3、骨界面的位移特征：同一模型在各种加载条件下，种植体-骨界面的位移特征大致相同，变化趋势相似；种植体-皮质骨的位移量大于根尖处；功能咬合位位移量＞正中咬合位位移量；60度载荷位移量＞30度载荷位移量。
　　 带悬臂义齿皮质骨中，同一加载条件下，四个结合部位的位移量相近，最大位移量位于唇侧部；分散加载位移量＞集中加载位移量；60度加载时，出现骨微动度较大的情况。
　　 双端支持义齿皮质骨中，同一加载条件下，近中＞唇侧＞舌侧＞远中，最大位移量位于近中部；集中载荷位移量＞分散载荷位移量；位移量在骨生理动度范围内。
　　 结论：
　　 1、采用CT扫描技术建立三维有限元模型方法简单、方便，并且能够准确、快速地建立种植义齿相关组织的三维有限元模型。
　　 2、种植体-皮质骨远中部是应力集中区，种植体的位置影响应力分布及位移特征及变化趋势；加载位点及加载角度影响Vonmises应力值及位移量的大小。
　　 3、在加载角度为30度时，带远中悬臂固定义齿及双端支持固定义齿的应力值及位移量都在生理范围内，两种修复方式都能满足临床的要求，而双端支持义齿的应力分布更为合理，骨微动度更小。在加载角度为60度时，两种修复方式都出现应力过载及骨微动度过大现象。提示临床在不影响美观效果的前提下，通过适当减小种植体的植入角度、减小基桩的角度、减小上、下对颌牙的接触角度，可使应力更均匀地分布在种植体周的骨界面上，从而达到提高种植成功率的目的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1口腔种植义齿的发展

2种植义齿的生物力学研究

3有限元法简介

4实验软件简介

参考文献

第二章 上颌切牙区种植义齿的三维有限元模型建立

引言

1.材料和方法

2.结果

3.讨论

4.小结

参考文献

第三章 双种植体固定义齿的应力分布及位移量分析

引言

1.材料和方法

2.结果

3.讨论

4.小 结

参考文献

第四章 总结

1.全文总结

2.本实验的创新性

3.本实验的局限性

附图 种植体-皮质骨的应力分布图

综述 种植义齿成功修复上颌前牙区的相关因素

致谢