上颌All-on-4修复种植体在不同牙弓形态中应力分布的有限元分析
　　研究背景 种植义齿修复牙列缺失或牙列缺损已经在临床上得到广泛应用。All-on-4技术自Paulo Malo为首的医生提出以来,在经过了大量的经临床上的验证,应用于修复无牙颌病患中,种植体的存留的比率高,临床观察修复病人的效果满意度高。All-on-4技术拥有创伤小,种植位点灵活,患者经济负担小等诸多优点,只需要同期植入4颗种植体即可完成无牙颌修复。在临床应用过程中,All-on-4技术最显著的优点是可以根据患者局部骨量的不同,解剖生理结构的差异改变种植体在骨内的倾斜角度,以避免种植体破坏重要解剖结构或受骨量不足的限制无法完成修复。种植体在骨内倾斜直接影响咀嚼时力在骨内的传导,研究表明加载产生的应力即使小于颌骨组织所能接受的最大值,依然可以造成骨组织损伤,并诱发不可逆性骨吸收,影响种植体远期成功率。所以合理的安排种植体在骨内的倾斜角度,减少应力集中成为近年来的热点问题。随着技术的发展,以及患者对功能和美学的要求不断提高,面对不同患者间个体差异,进行个性化种植修复成为了口腔种植领域发展的新方向。而对于患者,最明显的个体差异之一就是牙弓形态的差异。传统牙弓形态分类是根据6颗前牙的排列将人的牙弓分为三类：卵圆形（Oval）;方圆形（Square）;尖圆形（Triangle）。牙弓形态的不同所造成牙弓曲率差异必将影响牙槽骨和种植体之间的相对位置关系,从而影响种植体在骨内的应力分布,改变咬合时力延种植体的传导。本实验旨在应用有限元软件在计算机上建立3种无牙颌上颌有限元模型,通过改变All-on-4后牙区植体在颌骨内的倾斜角度,得出不同牙弓、不同种植体角度的应力分布情况。 研究目的 通过三维有限法对比分析All-on-4种植修复的上颌无牙颌模型中,种植体在颌骨内角度变化在不同牙弓形态中的应力分布特点。 方法 1、计算机硬件及软件 本实验应用计算机的操作系统为Windows7Professional。计算机的配置为CPU Intel（R）i5-3570四核处理器,内存16G,硬盘2T。应用软件为Abaqus6.13（DSS公司,罗德岛州,美国）;SolidWorks2013software package（SolidWorks公司,马萨诸塞州,美国）。 2、三维有限元模型建立 应用3M公司MBT系统的3型牙弓模板,将模板牙弓数据导入计算机生成牙弓曲线。根据上颌左右上颌结节间距离,将上颌骨模型弧长长度值限定为110mm。上颌骨模型的高度25mm,宽度设定为11mm,同时设定2mm的皮质骨厚度。 上部结构模型高度设定10mm,宽度设定为8mm,弧长设定为90mm,保持上部结构的弧度与颌骨模型一致,同时限定连接种植体与上部结构的基台模型直径为4mm。 All-on-4种植体直径设定为4.3mm长度设定为13mm,。为了保证种植体在倾斜角度最大时种植体不会穿出颌骨模型,种植体的轴心间距限定为21mm。All-on-4在前牙区的两颗种植体植入角度垂直于颌平面。在所有模型中,始终保持后牙区两颗种植体相对平行,后牙区种植体沿近远中向分别成0°,15°,30°,45°倾斜。 本实验将种植体、基台、上部结构视为整体结构,以便针对上颌骨后牙区种植体在牙槽骨内的应力分布情况。 3、三维有限元材料属性设定 本研究中假定为均质、各向同性的线弹性材料。材料属性数值均来源于文献报道。 4、三维有限元模型接触面设定 将种植体与种植体周围牙槽骨设定为全部骨结合,种植体与其周围牙槽骨设为固定接触。限定上颌骨模型底面为固定约束。假设界面均不发生相对滑动。 5、测试加载应力分布 应用有限元软件Abaqus6.13（DSS公司,罗德岛州,美国）。进行模型力的加载和分析。为了模拟咀嚼受力,采用2种加载方式。对有限元模型进行加载求解,采用静态分析对上颌有限元骨模型施加作用力并对顶面进行全约束。 结果 1、All-on-4后牙区种植体周围应力分布 载荷情况1中,方圆形牙弓种植体周围应力明显高于尖圆形和卵圆形两种牙弓。在方圆形牙弓组中,后牙区种植体倾斜角度的增加,种植体周围应力明显提高,在后牙区种植体倾斜45°时达到最大（41.90Mpa）。在卵圆形组中后牙区种植体倾斜角度在15°时种植体周围应力最大（35.40Mpa）,超过15°后倾斜角度增加应力值下降。在尖圆形牙弓组中,15°时种植体周围应力最大值,超过15°后倾斜角度增大,应力无明显变化。 载荷情况2中,模拟咬合的力均匀加载在上部结构顶面。3种形态牙弓组中应力最小值均出现在无种植体倾斜模型中。方圆形牙弓组中,应力值随种植体倾斜程度的增大而增加,在相同种植体倾斜角度的情况下Von-Mises应力最大值高于卵圆形和尖圆形牙弓。卵圆形牙弓组在种植体倾斜15°时出现应力最大值（4.05Mpa）,超过15°后随种植体角度增大应力值逐渐减小,整体变化趋势与载荷1相同。尖圆形牙弓组在种植体倾斜角度为45°时种植体周围应力显著增大（5.42Mpa）,整体变化趋势为种植体周围应力随种植体倾斜角度增加而增大。 2、All-on-4前牙区种植体周围应力分布 载荷情况1中,方圆形牙弓组种植体角度从0°增大到30°时,种植体周围Von-Mises值从6.20增大到6.67Mpa,在种植体角度变化为45°时明显提高为7.90Mpa。在载荷情况2中,种植体倾斜角度增大,种植体周围Von-Mises由3.25Mpa减小为2.95M卵圆形牙弓组前牙区种植体应力在1、2两种加载条件下种植体倾斜角度增大种植体周围Von-mises值增加;尖圆形组在1、2两种加载条件下种植体的倾斜角度增加,种植体周围应力未见明显改变。 结论 1.种植体周围应力分布在不同牙弓形态中存在明显差异。 2.在3种牙弓形态中,种植体垂直于颌平面植入时种植体周围应力最小。 3.在方圆形牙弓组中后牙区种植体周围应力随种植体倾斜角度增加而加大,同种加载条件下应力集中明显高于尖圆形和卵圆形牙弓。 4.卵圆形牙弓后牙区种植体倾斜角度不宜超过15°。 5.尖圆形牙弓后牙区种植体倾斜角度不宜超过30°。针对患者不同的牙弓形态应选用不同的种植修复治疗方案。……
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[文献类型]：硕士论文
[文献出处]：吉林大学
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