不同骨结合率对种植体骨界面应力分布的影响
骨结合率对种植体—骨界面应力分布的影响
骨结 合 率 大于 ５ ％的种 植体 一 界 面更 为安 全 ， 宜 的种 植体 一 界 面 的结 合 率不 应低 于 ５ 。 ０ 骨 适 骨 ０％
Ｔｈｅ ｉ ｌ ｅ ｅ ｏ ｓ ｅ ｉ ｅ ｒ ｔ０ ｐｅ ｃ ｎｔ ｇ ｎ ｍ ｐｌ ｎｔ ｂ ｎｅ ｎｆ ｕ ｎｃ ｆ ０ ｓ ０ ｎｔ ｇ ａ ｉ ｎ ｒ ｅ ａ ｅ ｏ ｉ ａ —ｏ
ａ ｄ ｉ ｐ ｏｖ ｔ ｂｌｔ Ｃｏｎ ｕｓｏｎ Ｉ ｅ ｉｅ ｔｌａ ｔ５ ｎ ｍ ｒ ｅ ｓａ ｉｉｙ． ｃｌ ｉ ｔｒｑｕｒ ａ ｅ ｓ ０％ ｄｉ￣ ｔｃ ｎ ａ ｔｂ ｔ ｅ ｎｅａ ｄ ｉ ｓ ｒ ｏ ｔ ｃ ｅ ｗｅ ｎ ｂ ｏ ｎ ｍｐｌｎ ｕ ｆｃ ｏ ａ ｔｓ ｒａ ｅｔ
要 ： 的 研 究 正 常 功 能 负 荷 下 ， 结 合 率 对 骨 界 面 应 力 分 布 的 影 响 。 方 法 采 用 三 维 有 限 元 法 分 析 比 较 骨 目 骨
结合 率 分别 为 １０ 、 ５ 、０ ０ ％ ７ ％ ５ ％和 ２ ％时 ， 界 面应 力分 布 状况 及种 植 体 位移 。 姑果 随骨 结 合 率 升 高 ， 界 面 ５ 骨 骨 平均 应 力 降低 ， 大 应力 值 减小 ， 最 种植 体 颈周 密质 骨应 力 集 中程度 降低 ， 稳定 性 增 强 。 姑论
ｏ ｓ ｏｉ ｔ ｇ ａ ｉ ｎ ｐ ｒ ｅ ａ ｅ ，ｔ ｅ ｍ ｏ ｅ ｅ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｄ ｓ ｒｂ ｔｏ ｔ ｂ ｎｅ— ｉ ｓ ｅ ｎ ｅ ｒ ｔｏ ｅ ｃ ｎｔ ｇ ｓ ｈ ｒ ｖ ｎ ｙｓｒ ｓ ｉｔｉｕ ｉ ｎ ａ ｏ ｍｐｌ ｎ ｎｔ ｒ ａ ｅ ｎ ｒ ａ ｉ ｇ ａ ｏ ｎｔ ａ ｔ ｉ ｅ ｆ ｃ ，ｉ ｃ ｅ ｎ ｍ ｕ ｓ ｏ ｎｅ— ｔ — ｉ ｐ ａ ｔ ｄ ｒ ｃ ｏ ｔ ｃ ｓ ｏ ｒ ｕ ｅ ｓ ｒ ｓ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｎ ｉ ｏｒ ｉ ｎ ｒ ｕ ｄ ｉ ｐｌ ｎ ｅ ｖｉ ｆｂ ｏ ｏ ｍ ｌ ｎ ｉ ｅ ｔ ｃ ｎ ａ ｔ Ｗａ ｔ ｅ ｃ ｔ ｅ ｓ ｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｉ ｃ ｔｃ ｂ ｅ ａ ｏ ｎ ｄ ｏ ｎ ａｌｏ ｍ ａ ｔｃ ｒ ｘ
不同咬合接触面积对种植体周围骨组织应力的影响
建的颌骨骨块基础上 ， 建立三雏有限元模 型， 分析在 不同加 力方式 、 不 同咬舍接触 面积条件下 ， 种植体周 围骨组 织应 力大小及分布 情况。结果 当咬 合接触面积超 出种植 体直径 范围的 ３ ０ ％以 内时， 种植体周 围骨组织应峰力值最小。 当种植 体上部结构咬合接 触面积超 出种植体 直径 范围４ ０ ％后 ， 其 骨 内应力值显著增加 。结论 增加种植修复体咬合接触面积不超过 种植体 直径 范围的 ３ ０ ％时 ， 种植体周 围骨应力无显著变化 。
３ ］ 米树华 ， 陈瑞 ， 陶红 ， 等． 冠 心病患 者血 清脂联 素水平 及其 与炎性 髋部 Ｂ ＭＤ、 前臂 Ｂ ＭＤ呈 显著正 相关 ， 这样 的结 果与 以上报 道结 ［
因子的相关性 ［ Ｊ ］ ． 中 国糖尿病杂志 ， ２ ０ ０ ９ ， １ ７ （ ２ ） ： １ ０ ０—１ ０ ２ ． ［ ４］ 张成秋 ， 唐剑 ， 胡 和生 ， 等． 急性 冠脉综 合征 患者 血浆脂联 素和纤 维蛋 白原水平及其对冠 脉病变 程度 的评 价作 用 ［ Ｊ ］ ． 中 国老年学
［ Ｊ ］ ． 中国老年学杂志 ， ２ ０ １ ２ ， ３ ２ （ １ ５ ） ： ３ ２ ０ ４— ３ ２ ０ ６ ．
２ ］ 邢 大伟 ． 绝经后女 性骨密度 与脉压及 冠心病 的关系 ［ 学 位论文 ］ ． Ｂ ＭＤ均 明显低于对照组 ， 而且 绝经 后冠心 病患 者血 清脂联 素与 ［ 温州 医学 院， 内科学 （ 心血管 ） ， ２ ０ １ ２ ．
杂志 ， ２ ０ １ ２ ， ３ ２ （ ２ Ｏ ） ： ４ ５ １ ２— ４ ５ １ ３ ．
［ ５］ 马俊梅． 冠心病患者血清脂联素水平及 其影响 因素分 析［ Ｊ ］ ． 山东 医药 ， ２ ０ １ １ ， ５ １ （ １ ７ ） ： ７ ３— ７ ４ ． 的研究 ［ Ｊ ］ ． 中国骨质疏松杂志 ， ２ ０ ０ ８ ， １ ４（ ６ ）： ３ ８ ８—３ ９ ０， ３ ９ ５ ．
种植体弹性模量对骨界面应力分布的影响分析
种植体弹性模量对骨界面应力分布的影响分析（四川省南充市中心医院口腔科四川南充 637000）【摘要】目的：探讨种植体弹性模量对骨界面应力分布的影响。
方法：选取应用CAD软件，建立下颌骨区骨块，含种植体，基底面为第一前磨牙横断切面，近远中拉伸，促使下颌骨三维骨块形成。
对3种钛种植体建立，1号为全致密型，2号为松质骨外层多孔内芯致密且穿皮质区致密型，3号整体低弹性模量型。
对比对骨界面应力分布的影响。
结果：3种种植体在相同载荷下，颈部皮质骨为高应力区，其中应力最高的为3号种植体。
结论：松质骨区外层多孔内芯致密型穿皮质区致密的钛种植体，为界面应力向周围骨组织转移提供了条件，可使多孔层弹性模量降低，进而促使骨界面应力降低。
【关键词】种植体；弹性模量；骨界面；应力分布；影响【中图分类号】R783 【文献标识码】A 【文章编号】1004-6194（2015）02-0036-01 【Abstract】objective: to study the dental implants the influence of elastic modulus to bone interface stress distribution. Selection methods: application of CAD software, the establishment of mandibular bone block, including implants, basal plane for the first premolar transection section, nearly far in promoting, prompting three-dimensional mandible bone block formation. Building of three kinds of titanium implants, is fully dense type 1, 2 for cancellous bone porous dense inner core and outer wear cortex dense type, no. 3 overall low elastic modulus. Contrast effects on bone interface stress distribution. Results: the three kinds of v implant under the same load, the neck of cortical bone is high stress area, one of the highest stress for implant, 3Conclusion: cancellous bone area outer porous type filling density in cortex compact titanium implants, provides the interface stress into the surrounding bone tissue transfer conditions, can make the porous layer elastic modulus decreased, leading to reduced bone interface stress.【Key words】dental implants; Play friends modulus; Bone interface; The stress distribution; impact种植体材料因与骨组织有理想的相容性，故为现阶段牙科应用较广泛的医用植入材料，但周围骨组间与种植体为刚性结合，后者有更大的硬度，在骨结合界面易出现应力集中和应力屏蔽，而种植体骨结合界面应力向周围骨组织转移的方式对种植修复成败有决定性作用。
不同骨质中平台转换种植体植入深度对种植体周围骨应力的影响
不同骨质中平台转换种植体植入深度对种植体周围骨应力的影响目的：运用三维有限元方法，研究在不同牙槽骨骨质情况下，平台转换设计种植体植入深度对种植体周围骨应力分布及大小的影响，为临床中根据患者骨质条件合理设计种植方案及平台转换种植体的临床应用提供理论基础。
方法：利用CT扫描技术，得到上颌骨及牙列DICOM格式的数据文件，结合Mimics10.01软件和Geomagic studio10逆向工程软件，完成前牙区上颌骨及中切牙牙冠实体模型的三维重建。
并对颌骨模型进行简化，得到皮质骨厚度分别为2.5mm和1.5mm 的两种骨块模型。
利用CAD建模软件Solidworks2010，依据Ankylos种植体（3.5×11mm）外形数据建立平台转换种植体模型。
按照实验设计，对牙冠、种植体和两种骨块模型按不同植入深度装配（牙槽嵴顶上1mm、平牙槽嵴顶、牙槽嵴顶下1mm、2mm、3mm）。
导入有限元软件ANSYS14.0分析轴向100N及侧向100N两种加载下种植体周围骨Vonmises应力分布及其峰值变化规律。
结果：1.成功建立了四类骨质中包含不同植入深度的种植修复体三维有限元模型，力学和结构相似性好，为准确的有限元分析奠定了基础。
2.不同方向的载荷下，种植体周围骨应力主要集中在种植体颈部平台与皮质骨接触区，随着种植体基台界面下移，应力集中位置从牙槽嵴顶向下转移，减轻了牙槽嵴顶负荷。
轴向载荷下松质骨应力主要集中在种植体根端，斜向加载下集中在冠方与皮质骨连接处。
3.不同骨质内，IAJ位于嵴下1mm时Vonmise应力峰值均最小。
IAJ由平嵴顶转移至嵴下1mm时，四类骨质中Vonmises应力峰值在轴向载荷下分别减小23.7％、25.9％、22.0％、19.2％，斜向载荷下分别减少26.1％、25.3％、20.7％、2.1％。
4.不同加载下，在相同植入深度时，皮质骨Vonmises应力峰值均为IV 类骨>III类骨>II类骨>I类骨，尤其由II类骨变为III类骨，皮质骨厚度减小时增加更为显著。
动态载荷下不同骨质对天然牙—种植体联合修复应力分布的影响
动态载荷下不同骨质对天然牙—种植体联合修复应力分布的影响目的利用有限元方法探索下颌后牙区天然牙-种植体联合修复在不同骨质内的应力分布情况，以评定出适宜行联合修复所需的骨质类型。
方法采用三维有限元分析法，分别对骨质为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类颌骨类型中的天然牙-种植体联合修复体施加动态载荷，并对各界面所承受的V on Mises应力进行分析。
结果皮质骨所受最大V on Mises应力值从Ⅰ类骨到Ⅳ类骨逐渐增大，最大等效应力分别为89.229、91.860、125.840、158.420 MPa。
松质骨所受最大V on Mises应力值从Ⅰ类骨到Ⅳ类骨均逐渐减小，最大等效应力分别为58.584、43.645、21.688、18.249 MPa。
在同一类模型中，松质骨和皮质骨的最大V on Mises应力值均为舌颊向加载>颊舌向加载>垂直向加载。
结论骨质的类型对修复体周围骨的应力分布有重要的影响，Ⅰ、Ⅱ类骨较Ⅲ、Ⅳ类骨更适合行种植体-天然牙联合修复。
标签：天然牙-种植体联合修复；骨质；动态载荷；有限元分析[Abstract] Objective This study aims to evaluate the influence of different bone types on the stress distribution in tooth implant-supported fixed partial prostheses by using finite element （FE）analysis. Methods Four FE models of mandibular arch containing one implant splinted to the mandibular second premolar were built according to bone types Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，and Ⅳ. Dy-namic loads of 250 N were applied to the buccal and lingual cusps of the prostheses in different directions to simulate the mas-ticatory cycle. The maximum V on Mises stresses were calculated using the FE analysis software. Results The maximum V on Mises stresses of the cortical bones were 89.229，91.860，125.840，and 158.420 MPa，increasing from type Ⅰto type Ⅳ，respec-tively. The maximum V on Mises stresses of the trabecular bone were 58.584，43.645，21.688，and 18.249 MPa，decreasing from type Ⅰto type Ⅳ，respectively. During the process of dynamic loading，the maximum V on Mises stresses of the cortical and trabecular bones followed the order buccal to tongue loading>tongue to buccal loading>vertical loading. Conclusion The results showed that bone type significantly influenced the stress distribution in bones，and that for tooth implant-supported fixed partial prostheses，bone types Ⅰand Ⅱwere a better choice than bone types Ⅲand Ⅳ. More caution should be exer-cised when restoring missing teeth using tooth implant-supported fixed partial prostheses in softer bone regions.[Key words] tooth implant-supported fixed partial prostheses；bone quality；dynamic loads；finite element analysis种植对于修复缺失牙有着很大的优势，其骨结合理论在临床上已经得到广泛认可[1]。
不同颌骨密度下种植体设计对其骨界面应力分布影响的有限元分析
不同颌骨密度下种植体设计对其骨界面应力分布影响的有限元分析王琦;杨波;刘璐;李翠英;王心彧【期刊名称】《中国口腔种植学杂志》【年(卷),期】2024(29)2【摘要】目的探索不同骨质条件下,种植体外形设计对初始稳定性的影响,为种植体结构设计优化提供生物力学实验数据和理论参考依据。
方法利用Solid Works软件建立颌骨和种植体模型,其中种植体颌骨模型包括颈部、体部和底部模型,分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型骨,种植体模型分为颈部、体部、底部模型;通过Ansys有限元分析软件对模型在垂直向100 N载荷作用下产生的等效应力峰值进行分析,以筛选等效应力峰值在骨屈服强度值以下的结构;进一步对这些结构设计进行正交实验,对比分析在垂直向100 N载荷作用下,各种结构组合的种植体在不同骨质类型中的等效应力峰值,从而得到各设计对初始稳定性的影响并确定最优的结构设计。
结果在颈部Ⅰ、Ⅱ型颌骨模型中,种植体颈部深度设计对初始稳定性的影响最大;在颈部Ⅲ型颌骨模型中,种植体颈部螺距设计对初始稳定性的影响最大;在体部各种颌骨模型中,种植体体部深度设计对初始稳定性影响最大;而种植体底部切割刃设计并不能增加种植体的初始稳定性。
结论在临床种植体选择及开发设计中,应根据不同骨质类型选择不同的设计参数,在Ⅰ、Ⅱ型骨中更注重颈部以及体部螺纹深度的选择,在Ⅲ型骨中应更注重颈部螺距以及体部深度的选择。
【总页数】10页(P159-168)【作者】王琦;杨波;刘璐;李翠英;王心彧【作者单位】佳木斯大学附属口腔医院、黑龙江省口腔生物医学材料及临床应用重点实验室;北京大学口腔医院中心实验室【正文语种】中文【中图分类】R783.6【相关文献】1.弹性模量和初始应力对种植体骨界面应力分布影响的三维有限元分析2.种植体与天然牙联冠修复应力分布的三维有限元分析Ⅱ.水平集中载荷对种植体、天然牙骨界面应力的影响3.种植体与天然牙联冠修复应力分布的三维有限元分析1.垂直集中载荷对种植体、天然牙骨界面应力的影响4.不同加载角度下经双皮质骨固定的锥状螺纹种植体骨界面应力分布的三维有限元分析5.颌骨骨质类型对种植体骨界面应力分布影响的三维有限元分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
种植义齿粘结界面和骨结合界面在冲击力下的应力及变形分析
种植义齿粘结界面和骨结合界面在冲击力下的应力及变形
分析
随着种植义齿技术的不断发展，越来越多的人选择种植义齿来恢复缺失的牙齿。
然而，种植义齿的长期稳定性和生物相容性仍然是一个挑战。
为了更好地了解种植义齿在冲击力下的应力和变形情况，本文对种植义齿粘结界面和骨结合界面进行了分析。
首先，我们需要了解种植义齿粘结界面和骨结合界面的结构。
种植义齿粘结界面是人工牙齿与种植体连接的部分，而骨结合界面是种植体与植入骨组织结合的部分。
这两个界面的结构对于种植义齿的稳定性和生物相容性至关重要。
在冲击力作用下，种植义齿粘结界面和骨结合界面会受到应力和变形的影响。
应力是指物体内部的力分布情况，而变形是指物体在外力作用下发生的形状、尺寸或体积的改变。
通过应力和变形的分析，我们可以评估种植义齿在冲击力下的稳定性和可靠性。
研究发现，种植义齿粘结界面和骨结合界面在冲击力下会受到较大的应力集中。
这是因为冲击力会在界面处产生较大的应力，从而导致界面的破坏和松动。
为了减小应力集中，可以采用增加界面面积、改善界面形状或使用更好的粘接材料等方法。
此外，冲击力还会引起种植义齿粘结界面和骨结合界面的变形。
界面的变形会导致种植义齿的位置偏移或倾斜，从而影响种植义齿的稳定性和咀嚼功能。
为了减小变形，可以采用增加界面的刚度、改善界面的连接方式或使用更好的材料等方法。
综上所述，种植义齿粘结界面和骨结合界面在冲击力下的应力和变形是影响种植义齿长期稳定性和生物相容性的重要因素。
通过对应力和变形的分析，我们可以优化种植义齿的设计和材料选择，从而提高种植义齿的稳定性和可靠性。
不同种植体-骨结合部位对骨界面应力分布的影响
(5F
10AB(:
11A1D:
10AB5B
10A:D5
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பைடு நூலகம்10AEED
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3讨 论
织形 态 学 现 象，被 称 作 骨 结 合（8//0*.+G0?@3G.*+）。 种植体植入骨组织后，沿着种植体表面与密质骨和
种植体与骨组织的直接接触描述的是一种组 松质骨接触，种植体与骨组织的接触量往往有很大
Robert和 Block 的 研 究 认 为 临 床 成 功 的 种 植 体与骨组织的骨结合率为50%左右［7，8］，为更接近 临床实际 情 况，本 研 究 的 三 维 有 限 元 模 型 建 立 在 50%骨结合率的基础之上。研究结果发现（表4）， 7种分析模型在垂直载荷条件下，以冠部结合时最 大应力值（σEmax）最低（6.458MPa），其次是底部结 合（8.668MPa），颊侧、舌侧、近中及远中4种结合 最大应力值 水 平 相 近（15~16.536 MPa）。 所 有 7 种模型在功能负荷下（轴向或斜向），骨组织界面的 最大应力值均集中在种植体周围密质骨区域，这与 临床和动物实验中观察到的骨吸收主要发生在种 植体颈周边缘骨的研究结果相吻合［9，10］。4 种侧 方结合最大应力值相近，均二倍于冠部结合的最大 应力值。从降低应力集中的角度来讲，在结合率相 同的前提下，种植体周缘均有骨接触较仅有一侧接 触更为有利。分析沿种植体长度骨界面的应力分 布情况（图1），我们可以发现底部或冠部结合时骨 界面应力分布较侧方结合应力分布更为均匀，尤其 在冠部结合时，种植体颈部周围密质骨应力分布水 平最低。从垂直载荷下，骨界面载荷分配比例可以 看到（ 表 3），冠 部 结 合 时 密 质 骨 承 载 最 多，底 部 结 合时密质骨承载最少，其余4种情况密质骨承载相 当。这主要和种植体与密质骨的接触量大小有关。 种植体的机械稳定性是影响其治疗成败的重要因 素之一，种植体松动、下沉，进一步加剧应力集中和 骨创伤。所有7种骨结合方式的种植体位移均相 近，说明在结合率相同的情况下，不同结合部位对 于种植体的稳定性影响不显著（表5）。
不同种植体-骨结合部位对骨界面应力分布的影响
不同种植体-骨结合部位对骨界面应力分布的影响
邢晓建;刘宝林
【期刊名称】《西安交通大学学报（医学版）》
【年(卷),期】2002(023)002
【摘要】目的研究功能负荷下,不同种植体-骨结合部位对骨界面应力分布的影响.方法利用三维有限元法分析比较单根螺纹型种植体在50%骨结合率下,七种接触方式及部位(局部交替、冠部、底部、颊侧和舌侧、近中与远中侧)骨界面应力分布状况及种植体位移.结果不同部位结合的种植体-骨界面应力分布状况不同,比较而言,冠部结合状态下,骨界面平均应力水平低、分布最均匀,骨界面最大应力值最小,应力集中程度最低.结论种植体植入过程中保护种植体颈周密质骨对于种植成败非常重要.
【总页数】4页(P152-154,161)
【作者】邢晓建;刘宝林
【作者单位】西安交通大学材料科学与工程学院,西安,710049;第四军医大学口腔医学院颌面外科,西安,710032
【正文语种】中文
【中图分类】R782.13
【相关文献】
1.支抗种植体不同螺纹顶角对骨界面应力分布的影响 [J], 兰泽栋;林珠;龙红月;周磊
2.不同骨结合率对种植体骨界面应力分布的影响 [J], 卢军;潘可风;徐晓琳;屈汉廷
3.种植体与天然牙联冠修复应力分布的三维有限元分析Ⅱ.水平集中载荷对种植体、天然牙骨界面应力的影响 [J], 沈文静;陈树国;董福生;郭长军;李雅娟;孙国琪
4.骨结合率对种植体-骨界面应力分布的影响 [J], 邢晓建;刘宝林;刘岚
5.不同直径种植体对即刻负载种植体骨界面应力分布的影响 [J], 丁熙;朱形好;廖胜辉;童若锋;张秀华;张林
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松质骨和皮质骨厚度对种植体周围应力分布的影响
松质骨和皮质骨厚度对种植体周围应力分布的影响陈庆生;陈笑风;单晔杰;丁熙;王慧明【摘要】Objective:To investigate the stress distribution surrounding an implant under different thickness of cancellous bone and cortical bone,and to analyze the influence of thickness ratio and total thickness of bone tissues on the reliability of an implant.Methods:By using the commercial finite element method software Abaqus, a simplified three-dimensional model of a jawbone consisting of a cancellous bone,a cortical bone,an implant,and a ceramic crown was constructed,and then the computation was performed.Under the condition that the system was loaded by lateral and normal stresses, the influence of thickness ratio and total thickness of cancellous bone and cortical bone in the stress distribution surrounding the implant was studied,where the thickness ratios were 3∶1, 2∶1, 1∶1, 1∶2, and 1∶3;the total thickness were 0.5, 1.0, 2.0, 3.0 and 4.0 mm, respectively. Results:The maximum stresses on the cortical bone,the cancellous bone as well as the implant were all found to decrease with the increasing of the total thickness of cortical and cancellous bones,with a higher decreasing rate in the range between 0.5-2.0 mm and a lower decreasing rate between 2.0-4.0 mm. More importantly, the maximum value of stress in the cortical bone within the neck region of the implant was observed to increase dramatically via reducing the total thickness below 2 mm, while it was increased insignificantly when the total thickness was above 2.0 mm. Conclusion:The thickness ratio and the totalthickness of cancellous bone and cortical bone have strong influence in the stress distribution surrounding the implant.In dental implantation surgery, the total thickness of cancellous bone and cortical bone should be at least 2 mm, and therefore 2 mm is an optimal value.%目的：观察不同松质骨和皮质骨厚度下种植体周围应力分布的情况，探讨骨组织厚度比例及总厚度对种植体可靠性的影响。
Ⅱ类骨质量下短种植体表面设计对骨界面应力分布的影响
摘 要 ： 的 ： 讨 骨 质 量 和 种 植 体 表 面 设 计 对 短 种 植 体 一 骨 界 面 应 力 分 布 的 影 响 。 法 ： 用 ３ － Ｄ ｃｏ 目 探 方 利 Ｄ ｏｔｒ软 件 和 ＡＢ ＵＳ软 件 建 立 Ｖ 形 螺 旋 设 计 、 支撑 形 螺 旋 设 计 、 ＡＱ 反 支撑 形 螺 旋 设 计 和 鳍 式 非 螺 旋设 计 的 短 种 植 体 植 于 Ｉ类 骨 质 量 的 上 颌 骨后 区 的三 维 有 限元 法模 型４ 。 所 有 模 型 进 行 垂 直 和 侧 向加 裁 ， 析 比较 周 围骨 组 织 的应 力 分 布 和 Ｖ ｎ Ｍｉ ｓ 力峰 个 对 分 ｏ－ ｓ 应 ｅ
一
１ １ １ 上 颌 骨 后 区模 型 的 建 立 ．．
采用螺旋 Ｃ 扫描正常成人 颌骨． Ｔ 自上 颌 牙 弓 咬合 平 面 开始 至 眶上 缘 做 连 续 横 断 扫 描 ， 到４ 幅二 维 Ｃ 得 ５ Ｔ扫 描 断 层 图 像 。 描 参 数 设 定 为螺 旋 层 厚 １ ５ 扫 ．ｍｍ， 进 速 度 ｌ 床 ｍｍ／ ， ｓ 球 管 电 流 与 电 压 １５ｍＡ／２ ｋ 图 像 数 据 为 Ｄ Ｃ Ｍ 格 式 。 ２ １ ０ Ｖ。 ＩＯ 将 ４ 幅 Ｄ Ｃ Ｍ 格 式 的 颅颌 部 位 的二 维 Ｃ ５ ＩＯ Ｔ扫 描 断 层 图 像 直 接 输入到计算机 ３ Ｄ—Ｄ ｃｏ ｏｔｒ软 件 中 。 记 上 颌 骨 后 牙 区 、 颌 描 上 窦 的 轮 廓 位 图 ， 动 生 成 Ｘ、 Ｚ轴 三 维 坐 标 化 数 据 ， 自 Ｙ、 以 ｗ ｒ 式数据存 入计算机 。 后将 ｗ ｒ ｏｄ格 最 ｏｄ格 式 坐 标 数 据 导 入 ＡＢ ＡＱＵＳ软 件 中 建 立 骨 Ｉ类 骨 质 量 （ 质 骨 厚 度 １ ６ 皮 ． ｍｍ， 皮 质 骨 弹 性 模 量 １Ｇｐ ， 质 骨 弹 性 模 量 ５ ５ ａ 皮 质 骨 和 ３ ａ松 ． Ｇｐ ， 松 质 骨 泊 松 比均 为 ０ ３ ［ 上 颌 骨 后 牙 区 、 颌 窦 的 三 维 ． ）。的 ２ 上 有 限元 网 格 模 型 。 １ １２ 短种 植 体 模 型 的 建 立 ．．
影响种植体及其周围组织应力分布的原因分析
植 体杨 氏模 量及 骨结 合 率等 多方 面 的影 响 。本文从 以下几 方面 ，对 影 响人工 种植 体一 骨 界面 应 力分布 规 律 因素 作 一综述 。
１ ．悬臂 梁 对 人 工种 植 体 一 骨 界面 应 力 分 布 规律 的 影 响
或 更远 的 区域 ，由此得 出结论 ，种 植体 的位 置是 影
颌 骨改
响骨 应力方 面 的一 个重 要 因素 ，并且 当近 中种 植 体
丁 旭 第二 军医大学附属 长海医院 口腔科
上海 ２ ０ ３ ０４３
硕士生
位 于 离 第一 前 磨 牙 ７ ｍｍ 或 更近 的 区域 时 ，则引 起
相 应 低 的应力 。
汪大林
通讯作者
副主任
第二 军医大学附属 长海 医院 口腔科
主任 医师 教授 上海 ２ ０ ３ ０４３
牙槽 骨 严 重 吸 收 的无 牙 颌 患 者 ，由于 上颌 窦 、
下 牙槽 神 经管 和颏 孔 等解剖 结 构 的限制 ，在 这些 区
・
１ ５５・
维普资讯
越 高（ 在种 植 体颈 部骨 质） 。
牙缺失 ，近 中种 植体 放置 在离 第一前 磨 牙分 别 为 ３ 、
５ 、９和 ｌｍｍ 的 位置 ，远 中种植 体 在每 个 模型 、７ ｌ
臂 ；（） 个 单 位 及 两个 单 位 以上 后 牙 缺失 后 多个 ２两
种植体修复时产生的悬臂 ；（ 全颌固定义齿修复 ３ ）
时产 生 的悬 臂 （ 离臂 ） 游 。
大 多数 情 况 下 ，单 个 种 植 体 的对 颌 牙 为 天 然 牙 ，其承 受 的咬合 力也 较大 。当较 大 的咬合 力 超过
天然牙—牙种植体联合桥He面力点不同对种植体周骨应力的影响
影 响 尚无 系统 报 告 ，故 本 文 是 应 用 有 限元 的 方 法 研
的 方 法进 行 试 验 分 析 。结 果 ： 定桥 矜 面 力 点 不 同 ， 固 牙种 植 体 周 骨 应 力 分 布 规 律 及 应 力 值 不 同 ， 点 远 离种 植 体 ． 力 则拉
应力值 明显增加 。结论 ： 设计 天 然牙 一牙种植 体 联合桥 时不仅 需消除咬 合 高点 ， 而且 咬合 接触 点分 布应 主要 靠近 牙种
应 力缓 冲作 用 而 承担 比天 然 牙 大 的糌 力 ，导致 牙 种
区牙槽 骨无 明 显吸收 ，５牙槽 骨嵴 无 明显 吸收 ，余 牙排列 位 Ｉ
置正 常 ，无 扭转 畸形 的成人 离 体下颌 骨 。
１２ ． 拍摄 Ｃ Ｔ片
植体周骨创伤或影 响牙 种植体 的远期 寿命 ，在 此之 前 已 有 理 论 研 究 ｎ 。但 在 天 然 牙 —— 牙 种 植 体 胎 Ｊ
天 然 牙 — —牙 种植 体 联 合 支 持 双 端 固定 桥 中 ，
由 于种 植 体 与 骨 组 织 之 间 无 牙 周 膜 使 得 天 然牙 与 牙
１１ 标本 选择 ． 选 择 一 具 牙 列 缺 损 ， 牙 体 无 缺 损 ， 无 严 重 磨 耗 ，缺 牙
种 植体 运 动 幅度 产 生差 异 ， 即牙 种 植 体 无 牙 周 膜 的
Ｂｒ ｄｇ ｆＴｏ ｔ ｎｄ Ｉ ｐｌ ｎｔ ｉ ｅｏ ｏ ｈ ａ ｍ ａ ｓ
ＷＡ ｕｊ ， Ｈ Ｕ Ｙ ｎ ｉｇ Ｚ Ｎ ｕｅｇ ｅ ａ ＮＧ Ｘ ｅｉ Ｚ Ｏ ａ ｍ ｎ ， ＨＡ Ｇ Ｙ ｆｎ ，ｔ ｎ ｌ
Ｓ ｍａｏｌｇｙ Ｄｅ ｒｍｅ ｔ ｔ ｔ ｏ ｐａ ｔ ｎ ，Ｐｒｖ ｎ ｉ ｎ ａ ｄ ａｔ ｒ ｓ ｔ ｌＨａ ｌｎ Ｍ ｅ ｉａ ｎ Ｊｒｉ ｅ ｅ ｏ ｎ Ｈｅ ｌ Ｃａ ｅ Ｈｏｐｉａ ｒｉ ｄｃ ｌＶ ｂｅｓｔ ｔ ｈ ｙ，Ｈａｒｉ ５ ０ １ ｂｎ １ ０ ０ Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ
种植体应力分布
种植体应力分布种植体应力分布是指种植体与周围骨组织之间的应力分布情况。
种植体是一种人工植入体，以取代缺失的天然组织，常用于修复缺失的牙齿，例如牙种植术。
种植体的应力分布对于修复成功和患者的舒适度非常关键。
一方面，过高的应力会导致骨吸收或种植体松动，从而影响修复的成功率。
另一方面，过低的应力可能无法刺激骨重建，从而影响种植体的稳定性。
在进行种植体植入后，骨组织会与种植体发生直接接触，形成骨-种植体间质(Optional; it's not a term used in mechanics of materials)。
该间隙层对于保持骨与种植体的稳定性起着重要的作用。
应力分布的主要影响因素有种植体设计、骨质情况以及咀嚼力等。
种植体设计是影响应力分布的关键因素之一。
种植体通常由两个部分组成，即种植体和人工牙冠(即种植体上的牙齿)。
种植体长度、直径以及种植体与人工牙冠之间的结合方式等都会对应力分布产生影响。
首先，种植体的长度和直径决定了其与骨组织的接触面积。
研究表明，种植体长度越长，接触骨组织的面积也就越大，从而可以分散压力，减轻局部应力。
此外，种植体的直径也会影响种植体的力学性能。
较大直径的种植体可以分散咀嚼力，减小对周围骨组织的应力。
相反，较小直径的种植体会导致局部应力集中。
其次，种植体与人工牙冠的结合方式也对应力分布产生影响。
传统的种植体上安装一个螺丝状的连接件，连接致人工牙冠。
该连接件的长度和直径会对应力分布产生影响。
研究发现，连接件长度过长可能导致较高的应力，甚至引发骨质丧失。
而直径过小的连接件也可能导致应力集中，影响植体稳定性。
骨质情况是影响种植体应力分布的另一个重要因素。
由于骨组织是一种可塑性材料(To be precise, it's not quite correct to describe bone as a "塑性材料"),其形变行为对种植体应力分布具有重要影响。
下颌骨形态对种植体—骨界面应力分布影响的研究
ｔｅｓ ｄ ｅｓｗ ｒ ４％ ，２． ％ ａ ｄ６． ｒｓ ｃｉｅｙ．Ｃｏ ｃｕｉｎ Ｉ ｉ ｒｔ ｎ Ｏ ｓｍｐｉ ｈ ｏ ｅ ａ ｈ ｉ ｍｏ ｌ ｅ ６． ｘ ｅ ８ ｎ ２％ ｅｐ ｔ ｌ ｅ ｖ ｎ ｌｓｏ ｔ ｓ ａｉ ａ ｔ ｉ ｌｙ ｔｅ ｌｗ ｒｊｗ ｏｌ ｆ
ｓａ ｓ ｃ ｌｙ ｓｇ ｉ ｃ ｔ ｈ ｘｍａ ｆｅ ｎ ｅ ｎ ｏ Ｍ ｉｅ ｔｅ ｓ ｃ ｍ ｐ ｓ ｉｅ ｓｒ ｓ ｄ ｔｎ ｉｅ ｓ ｅ ｓ ａ ｎ ｔｔ ｔ ａｌ ｉｎｆ ａ ．Ｔ ｅ ｍａ ｉ ｌ ｄｉ ｒ ｃ ｓｉ Ｖ ｎ— ｓ ｓｓｒｓ ， ｏ ｒ ｓｖ ｔｅ ｓ ａ ｅ ｓｌ ｔ ｓ ｍｏ ｇ ｉｉ ｉ ｎ ｅ ｅ ｎ ｒ
Ｓｏ ｔｍａｔｌｇ ， ｕ ａ－ｅ ｉｅｓ ，Ｇｕ ｇ ｈ ｕ ５ ００ ｏｏ ｙ Ｓ ｎ Ｙ ｔｓｎ Ｕｎｖｒ ａｎ ｚ ｏ １ ６０，Ｃ ｎ ｈｉａ
【 ｂｔａｔ Ｏ ｊｃ ｖ Ｔ ｔ ｙｔ ｆ ｅｃ ｆ ｉｅ ｎ ｓａｅ ｆｏ ｅ ｊ ｔ ｓ ｄｓｉ ｔ ｎａ ｂｎ Ａ ｓ ｃ】 ｂｅｔ ｅ ｏｓ ｄ ｅｉ ｕｎｅ ｆ ｒ ｔ ｈｐ ｗｒ ａ ｏ ｓｅｓ ｉｒ ｕｉ ｔ ｏｅ ｒ ｉ ｕ ｈ ｎ ｌ ｏｄ ｅ ｏ ｌ ｗ ｎ ｒ ｔｂ ｏ
李湘 霞 韩 科 卜奎晨 刘 莉 李 国珍
【 摘要 】 目的 模 拟单个下颌磨 牙缺失 的种植修 复 ， 分析 不同下颌骨 形态对种 植体一 骨界 面应力
分 布 的影 响 。 方 法 型并进行分 析。结果 为 ６２ 。结论 ．％ 采 用 三 维 有 限元 法 ， 据 下 颌 骨 测 量 资 料 建 立 不 同 颌 骨 截 面 形 态 的 种 植 修 复 模 根 不 论 垂 直 载 荷 或 斜 向载 荷 ， 同 颌 骨 形 态 模 型 骨 界 面 应 力 分 布 规 律 及 应 力 值 不
口腔执业医师：种植体数目对骨界面应力影响
口腔执业医师：种植体数目对骨界面应力影响
从本实验结果可知，随着种植体数目的增加，种植体周围骨界面的应力值逐渐减小。
这主要是由于种植体数目增加，减小了单个种植体的负荷，所以造成种植体骨界面应力值的减小。
而远中种植体骨界面的应力大于近中种植体，主要是由于覆盖义齿的后缘一般均超过远中种植体而形成单端桥，而单端桥越长，远中种植体受力越医学教育|网搜集整理大，故在磨牙区种植可以较好地解决远中种植体松动的问题。
因此，在临床工作中，为维护种植体的健康，在可能的情况下，应尽可能多地选择种植体做基牙，同时注意远中种植体尽量靠近远中；如果因为其他原因无法选择较多数目的种植体时，应采到必要的措施，如在义齿与种植体之间使用弹性连接或其他散压装置、减小义齿的颊舌径、降低牙尖高度，增加食物溢出沟等均可减小种植基牙的受力，保护组织的健康，提高口腔种植的成功率。
不同表面结构个性化根形种植体的应力分布分析
论著文章编号１００６－８１４７（２０21）０3-0296-05作者简介苏毅（1982-），女，主治医师，硕士在读，研究方向：口腔修复学及口腔种植材料；通信作者：吴陈炫，E-mail: ****************。
不同表面结构个性化根形种植体的应力分布分析苏毅1，2，隋磊1, 吴陈炫3（1.天津医科大学口腔医院修复科，天津300070；2.联勤保障部队天津康复疗养中心，天津300381；3.天津医科大学口腔医院牙周科，天津300070）摘要目的：通过三维有限元法对不同表面结构个性化根形种植体进行应力分析。
方法：建立多孔联通表面结构和光滑连续表面结构的两组个性化根形种植体及4类骨组织模型。
体周围骨组织的Von-Mises 等效应力、等效应变。
结果：在相同载荷及骨质条件下，光滑连续表面结构的个性化根形种植体周围骨组织承受的应力、产生的应变，均高于多孔联通表面结构个性化根形种植体周围骨组织。
结论：多孔联通表面结构的个性化根形种植体较光滑连续表面结构的个性化根形种植体周围骨组织承受的应力，产生的应变更符合骨组织的力学适应性。
关键词表面结构；个性化根形种植体；应力分布中图分类号R783.4文献标志码ＡThe stress distribution analysis of custom made root-analogue implant with different surface structuresSU Yi 1，2，SUI Lei 1，WU Chen-xuan 3（1.Department of Prosthodontics,Hospital of Stomatology,Tianjin Medical University,Tianjin 300070,China;2.Tianjin RehabilitationCenter of Joint Logistic Support Force,Tianjin 300381,China;3.Department of Periodontology,Hospital of Stomatology,Tianjin Medical University,Tianjin 300070,China ）AbstractObjective:To analyze the stress of custom made root-analogue implant with different surface structures by three-dimensionalfinite element analysis.Methods:Two groups of personalized root implants with the interconnected porous surface structure and the smooth continuous surface structure,and four types of bone tissue models were established.The equivalent stress and strain of Von-Mises on bone tissue around implants with different surface structures were analyzed by applying the vertical force,the oblique force,and the combination occlusal force.Results:The stress and strain of the bone tissue around the personalized root implant with the smooth continuous surface structure were higher than those of the bone tissue around the personalized root implant with the interconnected porous surface structure under the same load and bone mass condition.Conclusion:Compared with the smooth continuous surface structure,the resulting change of the stress and strain of the bone tissue around the personalized root implant with the interconnected porous surface structure is consistent with the mechanical adaptability of the bone tissue.Key wordssurface structure;custom made root-analogue implant;stress distribution个性化根形种植体（custom made root-analogue implant ，CMRAI ）是按照患者欲拔除牙齿的牙根形态而设计的种植体，能基本匹配患者拔牙窝的形态，依靠指压和敲击即可就位，无需逐级预备植入孔[1-2]。
二段式钛合金种植牙不同弹性模量组件及其组合对骨界面应力分布的影响
二段式钛合金种植牙不同弹性模量组件及其组合对骨界面应力分布的影响石茂林;李洪友;陈梦月【摘要】A two-section model of titanium alloy dental implant and bone issue was established by 3-D software Pro/E and meshed by Ansys Workbench 14.5.The influence of components of different elastic modulus and their combinations on implant-bone interface stress distribution was studied after setting material properties,constraints and loading.The method to improve dental implant system was studied.The result shows that the dental implant system of lower elastic modulus implants was with better biomechanical compatibility.A dental implant system using suitable modulus abutment and dental implant combination can reduce implant-bone interface stress effectively.%采用Pro/E三维构图软件及Ansys Workbench 14．5建立二段式钛合金种植牙系统模型，并进行网格划分．设定材料属性、约束和加载条件，分析种植牙系统不同弹性模量组件及其组合对骨界面应力分布的影响，研究种植牙系统的改进方法．结果表明：低模量值种植体具有更好的生物力学相容性，种植牙系统采用适宜模量值基台和种植体组合能够有效地降低骨界面应力．【期刊名称】《华侨大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P361-366)【关键词】种植牙;种植体;弹性模量;钛合金;骨界面;接触分析【作者】石茂林;李洪友;陈梦月【作者单位】华侨大学机电与自动化学院，福建厦门 361021;华侨大学机电与自动化学院，福建厦门 361021;重庆医科大学第一临床学院，重庆 400016【正文语种】中文【中图分类】R783.1义齿种植具有美观舒适、咀嚼功能好、长期稳定性好等优点，在牙齿修复应用中前景广阔，已取得众多成功的案例［1-2］.种植义齿取得长期成功的关键在于种植体-骨组织界面具有良好的生物相容性.生物相容性最主要的指标是骨界面应力.骨界面应力过高，引起骨水平下降，出现“应力屏蔽”现象，导致植入失败；骨界面应力过低，易引起骨质疏松，对机体产生诸多不利影响［3-4］.因此，种植牙系统骨界面应力分布研究一直是种植体生物力学的研究重点.众多学者建立了相关模型，采用有限元法进行力学分析和优化设计［5-8］.然而，大多数研究对种植牙结构进行了简化，未结合市场常见的种植牙系统进行分析，且主要针对组件结构及材料的改善，未考虑医疗实践时效性及现实困难.根据前期调查可知：对于一线的医疗工作者而言，种植牙系统结构及材料的改善虽然能明显改善骨界面应力情况，但不能满足医疗手术的时效性要求.利用手术的现有条件，正确选用现有组件进行合理组合，减少骨界面应力才是提高植入成功率最直接的方法.本文结合市场常见的两段式钛合金种植牙系统，通过Pro／E三维软件建立钛合金种植牙系统骨组织模型，采用Ansys Workbench 14.5对骨界面接触应力进行分析，提出种植牙系统的改进方法.1 材料和方法参考瑞士某公司产品，建立种植牙系统模型.该模型分为种植体、基台、中央螺丝、亚冠4个部分.种植体简化为圆柱体全埋式结构，直径为4mm，长度为8mm.基台最大直径为4.5mm，穿龈长度为2 mm.中央螺丝直径为1.6mm，螺纹为M1.6×0.25标准螺纹.亚冠固定长度为6.5mm.牙冠覆盖基台承受主要荷载.仿照人体第一前磨牙骨组织形式及性质建立骨组织模型，该模型包含厚度为2mm 的外层致密皮质骨和内部疏松松质骨.整体骨块的长为20mm，上宽为8mm，下宽为14mm，高为17.5mm.种植牙-骨组织有限元模型剖面图，如图1（a）所示. 通过Pro／E三维构图软件建立种植牙-骨组织模型，采用Ansys Workbench 14.5进行有限元分析.通过Pro／E与Ansys Workbench接口，将Pro／E模型导入到Ansys Workbench中.采用Ansys Workbench智能网格划分功能，对种植牙系统及骨组织进行网格划分，控制网格划分单元的大小，如表1所示.经过网格划分的种植牙-骨组织三维模型，如图1（b）所示.图1 种植牙-骨组织有限元模型Fig.1 Finite element model of dental implant and bone表1 种植体模型网格划分Tab.1 Finite element mesh of dental implant models 个组件松质骨皮质骨种植体基台中央螺丝亚冠节点51 365 50 464 8 924 10 310 2 207 4 889单元32 041 29 092 5 099 5 821 1 143 2 631模型材料为连续、均匀、各向同性的小变形弹性材料.种植体与骨组织界面假设为理想骨性结合.种植体与基台采用4种常见钛合金材料力学参数，牙冠采用Co-Cr合金材料参数，中央螺丝采用TC4钛合金材料参数.种植体弹性模量分别为30，55，75，104GPa，依次设为1～4号种植体，其参数如表2所示.表2中：E为弹性模量；ν为泊松比.种植体、基台、中央螺丝接触方式定义为Frictional，摩擦系数为0.45.亚冠与基台之间接触、种植体与骨组织接触、松质骨与皮质骨接触，均定义为Bonded.骨组织模型侧面、底面施加完全约束，并扩展到相应节点.从种植体根部向上对模型施加相同的固定约束.结合相关文献和临床经验，在牙冠上加载竖直向下荷载200N，颊舌斜向下45°加载复合荷载45N［1-2］.中央螺丝预紧力加载荷载200N.表2 种植牙系统与骨组织材料力学参数Tab.2 Dental implant system and bone material mechanics parametersν材料 E／GPa 104 0.35基台 30，55，75，104 0.35皮质骨 20.0 0.30松质骨 1.5 0.30牙冠 220 0.30中央螺丝种植体 30，55，75，104 0.352 有限元分析结果2.1 同一模量值基台与不同模量值种植体骨界面的应力分布比较采用Von-Mises应力作为衡量应力水平的主要指标.基台模量值为常见的医用钛合金的弹性模量值，恒为104GPa.4种不同模量钛合金种植体骨界面应力分布情况，如图2，3所示.图3中：E1为种植体模量；σ为Von-Mises应力.由图2，3可以看出：基台弹性模量为定值，且荷载相同的情况下，4种种植体骨界面中，4号种植体的Von-Mises应力最大，为0.975 35MPa.在皮质骨、松质骨区域，最大应力值和分布有所不同，松质骨区域中段为最大应力集中区域.从4种不同模量值种植体骨界面应力分布云图可以看出：皮质骨区域与松质骨区域中段（主要受力面，对应面为种植体内部锥面）为高应力区，随着种植体模量值的降低，骨界面应力整体成递减趋势.与松质骨区域相比，种植体模量值改变对皮质骨区域应力影响较大.图2 4种不同模量值钛种植体骨界面应力分布云图Fig.2 Stress distribution in bone-plant interface of four different modulus values titanium implants图3 同一荷载下不同模量值种植体最大应力图Fig.3 Max stress distribution inimplants with different modulus values under the same load2.2 同一模量值种植体与不同模量值基台骨界面的应力分布比较种植体模量值为常值55GPa，比较4种不同模量值基台骨界面的应力分布，如图4，5所示.图5中：E2为基台模量.由图4，5可以看出：种植体弹性模量为定值，荷载相同的情况下，骨界面应力水平偏低，种植体骨界面应力随基台模量值改变并无明显变化.在皮质骨区域和松质骨中段区域，4号种植体的应力值最大，为0.557 3MPa.在种植体与基台模量值相近时，最大应力值有所下降.2.3 不同模量值种植体与基台交叉组合比较设置4种不同模量值基台（30，55，75，104GPa）与4种不同模量值种植体（30，55，75，104GPa），在同一荷载下，研究不同模量值组件及其组合对种植体骨界面应力分布的影响，不同种植体与基台组合的最大应力值，如表3所示.由表3可以看出：在基台模量值为较低值（30，55GPa）条件下，种植体模量值降低，皮质骨与松质骨骨界面应力呈降低趋势；在基台模量值为较高值（75，104GPa）条件下，骨界面应力随种植体模量值降低而成波浪变化；在种植体为常见的钛合金TC4模量值104GPa条件下，随着基台模量值的改变，骨界面应力改变明显.当种植体模量值为30GPa，接近骨组织模量值（15～20GPa）时，基台模量值的改变，骨界面应力改变不明显.当种植体模量值相对基台模量值有一定差值（基台大于种植体20～30GPa）时，骨界面应力相对较高.种植体对应皮质骨区域与松质骨区域中段依旧为应力集中部分.图4 4种不同模量值基台骨界面应力分布云图Fig.4 Stress distribution in bone-plant interface of four different modulus values abutments图5 同一荷载下不同模量值基台最大应力图Fig.5 Max stress distribution in abutments with different modulus values under the same load表3 不同种植体与基台组合最大应力值Tab.3 Max stress value of differentimplants combined with abutments MPaE2／GPa E1／GPa 30 55 75 104 30 0.328 11 0.354 85 0.378 04 0.345 04 55 0.374 53 0.363 65 0.362 53 0.557 43 75 0.316 55 0.613 24 0.457 92 0.788 72 104 0.382 36 0.575 73 0.462 250.975 353 分析与讨论种植体植入人体后，其表面与人体骨组织结合形成骨界面，从而实现力的传导，完成目标修复功能.因此，骨界面结合的可靠性和稳定性成为种植体植入取得长期成功的关键因素，而骨界面应力分布及大小起到了决定性的作用.骨界面接触应力过大或过于集中，超过机体组织耐受极限，会导致机体骨组织应力疲劳损坏，甚至造成进一步的创伤.骨界面接触应力过小，则会引起骨质疏松及废用性骨萎缩.对骨界面应力分布而言，皮质骨可以承受较大荷载，因此，在满足应力荷载要求的前提下，更应该考虑应力荷载对松质骨的影响.改善骨界面结合的可靠性、稳定性主要从以下两个方面考虑：1）降低载荷，以免超过载荷极限，包括针对不同病例设计不同针对性方案，避开患者组织低荷载应力区；2）改善种植体结构及性能，包括低模量材料的选用，内部、外部结构的改变，表面性能改进、表面硬化等，以此增加骨界面结合强度，改善骨界面应力分布状况，从而提高种植体生物力学相容性，提高植入成功率.从生物力学及历史病例分析可知：植入体材料弹性模量应尽量降低，皮质骨弹性模量为15～20GPa，松质骨弹性模量为1.3～3.5 GPa，种植体与骨组织模量差值越小，受力时组织接触界面应力越小，产生相对位移越小，可以有效地避免应力屏蔽，提高植入成功率.植入体材料硬脆度应适宜，若过高，则加大植入部位的承受载荷，同时会导致骨应力吸收；若过低，则不能满足荷载要求，导致形变，不仅破坏美观感，甚至会对机体产生损害，改变种植体整体结构.目前而言，大部分生物应用材料模值均在100GPa以上，密度较高，各项性能指数难以达到适宜的平衡.钛合金的出现，提供了一种具有广阔前景的高生物力学相容性材料.近几年，相关学者开发了多种低模量钛合金满足生物医用要求，从而扩大了钛合金应用范围［9］.钛合金表面活化处理可以增加钛合金生物相容性［10］.目前，通过微弧氧化法可以获得独特多孔结构氧化陶瓷层，有效地促进新骨组织附着于种植体生长，改善细胞沉积环境、有益于营养和氧气进入种植体-骨界面，提高骨界面结合能力［9-10］.钛合金表面涂层的改变为改善植入体骨界面结合应力分布提供了一个新的方向.通过有限元分析可知：在同一荷载下，不同模量值基台与种植体组合骨结合界面应力分布情况均在皮质骨区域达到最大，向下逐步递减，但最大应力值有所不同，这与大多数学者得到的结论一致［4-8，11-13］.由于连接牙冠与种植体的基台为主要承受荷载（特别是扭矩荷载）组件，对于模量值要求较高.在保持基台高模量值前提（75，104GPa）下，种植体材料模量值的降低，骨界面应力呈明显降低趋势.在保持种植体与骨组织模量值相近时（30GPa），基台的模量值改变对于骨界面应力的改善不明显.因此，对于种植体系统材料的改善，应主要集中于种植体材料性能的提升.种植体与基台的模量值有一定差值（基台大于种植体20～30GPa），应力上升.应力集中区域为硬质骨区域与种植体中段（对应种植体内部受力锥面与螺纹面过度处），种植体内部结构改善能够有效地改善应力，但种植体体积微小，导致结构的改善往往带来加工困难，成本大幅提升.本次有限元分析结果表明：种植体模量值及内部结构对骨界面应力分布有着重要影响.在目前内部结构改善较困难条件下，采用不同模量值基台与种植体组合，可以有效地改善种植体植入后的力学环境，提高种植体生物力学相容性.在医疗实践当中，生产厂商与医疗工作者应注意种植牙系统组件的正确组合，以避免错误组合导致植入失败.4 结论1）皮质骨区域与松质骨中段区域为种植体骨界面的高应力区，由皮质骨至松质骨呈总体下降趋势.应力较大的松质骨中段区域应为种植体材料选择的首要考虑因素. 2）相同荷载下，优先满足种植体材料模量值要求时，基台模量值的改变对种植体骨界面应力分布影响不明显，低模量值种植体能够有效地改善骨界面应力分布；优先满足基台材料模量值要求时，骨界面应力随种植体模量值降低而降低.3）不同模量值基台与种植体的良性组合可有效地改善骨界面受力分布情况.结合本文分析，考虑到工业大规模生产、成本控制、种植体内部结构难以短期改善，医疗手术的时效性等实际困难，在基台为常见的钛合金TC4模量值104GPa时，种植体选择55GPa钛合金为宜.参考文献：［1］ GENG J，TAN K B.Application of finite element analysis in implant dentistry：A review of the literature［J］.J Prosthet Dent，2001，85（6）：585-598.［2］林野.当代口腔种植学的进展及其临床意义［J］.口腔颌面外科，2006，16（4）：285-291.［3］ IPLIKCIONLU H，AKCA parative evaluation of the effect of diameter，length and number of implants sup-porting three-unit fixed partial prostheses on stress distribution in the bone［J］.J Dent，2002，30（1）：41-46.［4］ VAN O H，DUYCK J，VANDER S，et al.The influence of bone mechanical properties and implant fixation upon bone loading around oral implants［J］.Clin Oral Implants Res，1998，9（6）：407-412.［5］ SATO Y，WADAMOTO M，TSUGA K，et al.The effectiveness of element downsizing on a three-dimensional 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图 １Ａ 种植体单元 Ｆｉｇｕｒ ｅ １Ａ Ｉｍｐｌａｎｔ ｅｌｅｍｅｎｔ
１．２０Ｅ＋０１ １．００Ｅ＋０１ ８．００Ｅ＋００ ６．００Ｅ＋００ ４．００Ｅ＋００ ２．００Ｅ＋００ ０．００Ｅ＋００
３０％ ４０％ ５０％ ６０％ ７０％ ８０％ ９０％ １００％ 结合率
图 ２Ｂ 垂直加载下不同骨结合率种植体颈部皮质骨应力
Ｆｉｇｕｒ ｅ ２Ｂ Ｔｈｅ ｓｔｒ ｅｓｓ ｏｆ ｃｏｒ ｔｉｃａｌ ｂｏｎｅ ａｒ ｏｕｎｄ ｉｍｐｌａｎｔ ｎｅｃｋ ｉｎ
１．２０Ｅ＋０１ １．００Ｅ＋０１ ８．００Ｅ＋００ ６．００Ｅ＋００
ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ ３０％ ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ ４０％ ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ ５０％ ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ ６０％ ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ ９０％
应 力 值（ＭＰａ）
４．００Ｅ＋００
２．００Ｅ＋００
０．００Ｅ＋００ 第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 底层 种植体各层
图 １Ｂ 含牙种植体下颌骨三维有限元模型 Ｆｉｇｕｒ ｅ １Ｂ Ｔｈｒ ｅｅ － ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｍａｎｄｉｂｌｅ
ｗｉｔｈ ｄｅｎｔａｌ ｉｍｐｌａｎｔ
本实验中所有单元全部采用六面体块单元。本 研究的基本模型共有节点 ２３５７ 个， 六面体块单元 共 １９７２ 个。其中种植体节点 ２８８ 个， 单元 １９２ 个。 １．３ 实验分组
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口腔颌面外科杂志 ２００５ 年 ９ 月 第 １５ 卷 第 ３ 期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒａｌ ａｎｄ Ｍａｘｉｌｌｏｆａｃｉａｌ Ｓｕｒｇｅｒｙ Ｖｏｌ．１５ Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ(２００５
不同骨结合率对种植体骨界面应力分布的影响
卢 军 １， 潘可风 ２， 徐晓琳 ２， 屈汉廷 ２
种植体的下颌骨三维有限元模型； 分析不同的骨结合率对种植体骨界面应力分布的影响。结果： 不同骨结合率都会
出现种植体颈部皮质骨的应力集中； 当骨结合率大于或等于 ６０％时， 颈部皮质骨处应力值明显下降。结论： 随着骨结
合率的增加， 颈部皮质骨的应力值有下降的趋势； 提示临床医生在进行种植义齿修复时， 需考虑提高种植体骨结合
图 ２Ａ 垂直加载下不同骨结合率种植体周围各层应力 Ｆｉｇｕｒ ｅ ２Ａ Ｔｈｅ ｓｔｒ ｅｓｓ ｏｆ ｂｏｎｅ ａｒ ｏｕｎｄ ｄｅｎｔａｌ ｉｍｐｌａｎｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒ ｅｎｔ
ｂｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｒ ａｔｉｏ ｂｙ ｖｅｒ ｔｉｃａｌ ｌｏａｄｉｎｇ
应 力 值（ＭＰａ）
ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ
２ 结果 ２．１ 垂直加载条件下各组骨结合率模型应力变化
垂直加载时， 不同骨结合率模型在颈部皮质骨 处（ 图 １Ｄ 第一层） 都出现应 力 集 中 ， 以 骨 结 合 率 为 ３０％、４０％、５０％时最明显， 应力值分别为 １０５、９３．６、 ８６．３ ＭＰａ。而在种植体中部应力值很小， 在根尖部应 力值有所增加（ 图 ２Ａ） 。 当骨结合率大于 ５０％时， 颈 部皮质骨处应力值明显下降 （ 图 ２Ｂ） 。骨结合率从 ６０％～１００％时， 应力值的变化范围 ５．２４～４．４ ＭＰａ。
第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 底层
图 １Ｄ 种植体各层 Ｆｉｇｕｒ ｅ １Ｄ Ｌａｙｅｒ ｓ ｏｆ ｉｍｐｌａｎｔ
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口腔颌面外科杂志 ２００５ 年 ９ 月 第 １５ 卷 第 ３ 期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒａｌ ａｎｄ Ｍａｘｉｌｌｏｆａｃｉａｌ Ｓｕｒｇｅｒｙ Ｖｏｌ．１５ Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ(２００５
率， 避免影响骨结合的不利因素， 从而提高种植的成功率。
［关键词］ 种植体； 有限元法； 骨结合率
［中图分类号］ Ｒ７８２．１３， Ｑ３１８．０１
［文献标识码］ Ａ
［文章编号］ １００５－４９７９（ ２００５） ０３－０２３４－０４
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒ ｅｎｔ Ｂｏｎｅ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｒａｔｉｏ ｔｏ Ｓｔｒ ｅｓｓ Ｄｉｓｔｒ ｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｂｏｎｅ ａｒ ｏｕｎｄ Ｄｅｎｔａｌ Ｉｍｐｌａｎｔ ＬＵ Ｊｕｎ１，ＰＡＮ Ｋｅ－ｆｅｎｇ２，ＸＵ Ｘｉａｏ－ｌｉｎ２，ＱＵ Ｈａｎ－ｔｉｎｇ２
骨 内 段
图 １Ｃ 骨结合率模拟 Ｆｉｇｕｒ ｅ １Ｃ Ｂｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｒ ａｔｉｏ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ
对称。种植体与骨界面为完全的骨性结合， 受力时各
界面不产生相互的滑动。由于本实验主要研究的是
种植体骨界面的应力分布规律， 所以整个上部结构
简化为 ４ ｍｍ 高的圆柱形基台。
１．４．２ 材料参数 模型中各种材料的力学参数见表 １
将所选择的无牙下颌骨干骨标本置于 ＣＴ 扫描 平台上， 其牙合平面与水平面平行， 并建立坐标轴原点 标志。从下颌骨下缘开始至双侧髁突顶部作连续扫 描。扫描间距 ２ ｍｍ。
用透射扫描仪扫描 ＣＴ 照片， 将 ＣＴ 影像信息转 换为图像数据文件。
卢 军， 等． 不同骨结合率对种植体骨界面应力分布的影响 ＬＵ Ｊｕｎ１， ｅｔ ａｌ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｂｏｎｅ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｒａｔｉｏ ｔｏ Ｓｔｒｅｓｓ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｂｏｎｅ ａｒｏｕｎｄ Ｄｅｎｔａｌ Ｉｍｐｌａｎｔ
根据无牙下颌骨基本模型， 分别按骨结合率 ３０％ 、４０％ 、５０％ 、６０％ 、７０％ 、８０％ 、９０％ 、１００％ 随 机 分 配种植体周围各单元（ 图 １Ｃ） ， 建立 ８ 种模拟不同骨 结合率的有限元模型。 １．４ 力学参数与假设 １．４．１ 假设 模型中的各材料和组织为连续、均质、 各向同性的线弹性材料。下颌骨相对于矢状面完全
（ １．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｔｏｍａｔｏｌｏｇｙ，４１１ｔｈ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｏｆ ＰＬＡ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００８１； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｔｏｍａｔｏｌｏｇｙ，Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７２，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒ ａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ： Ｔｏ ｂｕｉｌｄ ａ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｅｄｅｎｔｕｌｏｕｓ ｍａｎｄｉｂｌｅ ｗｉｔｈ ｉｍｐｌａｎｔ ａｎｄ ａｎａｌ－ ｙｓｉｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｒａｔｉｏ ｔｏ ｓｔｒｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｂｏｎｅ ａｒｏｕｎｄ ｄｅｎｔａｌ ｉｍｐｌａｎｔ． Ｍｅｔｈｏｄｓ： Ａ ｔｈｒｅｅ－ｄｉ－ ｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｅｄｅｎｔｕｌｏｕｓ ｍａｎｄｉｂｌｅ ｗｉｔｈ ｉｍｐｌａｎｔ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｐｉｒａｌ ＣＴ ｓｃａｎ， ｉｍａｇｅ ｐｒｏ－ ｃｅｓｓ， ａｎｄ ＣＡＤ ａｎｄ ＦＥＡ ｓｏｆｔｗａｒｅ． Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｒｏｕｎｄ ｄｅｎｔａｌ ｉｍｐｌａｎｔ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ． Ｒｅ－ ｓｕｌｔｓ： Ｔｈｅ ｃｏｒｔｉｃａｌ ｂｏｎｅ ａｒｏｕｎｄ ｉｍｐｌａｎｔ ｎｅｃｋ ｗａｓ ａｌｗａｙｓ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｒｅａ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｒａｔｉｏ． Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｃｏｒｔｉｃａｌ ｂｏｎｅ ａｒｅａ ａｒｏｕｎｄ ｉｍｐｌａｎｔ ｎｅｃｋ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｂｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｅｑｕａｌ ｏｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ６０％． Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ： Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｃｏｒｔｉｃａｌ ｂｏｎｅ ａｒｏｕｎｄ ｉｍｐｌａｎｔ ｎｅｃｋ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｂｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｒａ－ ｔｉｏ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｓｕｃｃｅｓｓ ｏｆ ｉｍｐｌａｎｔ－ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｏｓｓｅｏｉｎｔｅｒｇｒａ－ ｔｉｏｎ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｂｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｒａｔｉｏ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ］ ｄｅｎｔａｌ ｉｍｐｌａｎｔ； ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ； ｂｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｒａｔｉｏ
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!!!!!!用图像分析软件 （ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ） 处理 ＣＴ 图像数 据， 对皮质骨和松质骨的边界做强化及二值化处理。 经过图像处理， 使下颌骨复杂的像素图像简化为线 条图像。
依据坐标轴原点标志， 在 ＡｕｔｏＣＡＤ 中建立平面 直角坐标系， 使每一幅图片均处于同一坐标系。获取 每一节点的坐标值， 在有限元软件中形成有限元模 型的数据文件。
收稿日期： ２００５－０６－１３ 作者简介： 卢 军 （ １９５８） ， 男 ， 湖 南 人 ， 副 主 任 医 师 ， 硕 士 ． Ｅ－ｍａｉｌ：
ｄｒｌｕ２００５＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
选择一牙槽骨中度吸收、完整的无牙下颌骨干 骨作为标本。螺旋 ＣＴ 机， 台式计算机， 透射扫描仪。 有关程序： 图像分析软件 Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ， ＡｕｔｏＣＡＤ１４， 有 限元分析软件 Ａｌｇｏｒ， 统计软件 ＳＰＳＳ。 １．２ 建模方法
ｄｉｆｆｅｒ ｅｎｔ ｂｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｒ ａｔｉｏ ｂｙ ｖｅｒ ｔｉｃａｌ ｌｏａｄｉｎｇ
应用 ＳＰＳＳ 对应力值做方差齐性检验及两两比 较的方差分析， 结果显示： 当骨结合率为 ３０％、４０％、 ５０％ 时 的 应 力 值 显 著 高 于 骨 结 合 率 为 ６０％ 、７０％ 、 ８０％、９０％、１００％时 的 应 力 值 （ Ｐ＜０．０５） ； 而 当 骨 结 合 率大于或等于 ６０％时， 各实验组应力值间无显著性 差异（ Ｐ＞０．０５） 。 ２．２ 斜向加载条件下各组骨结合率模型应力变化