上颌无牙颌种植固定修复中种植体位置对应力分布的影响

上颌无牙颌种植固定修复中种植体位置对应力分布的影响

目的探讨并分析种植体位置在上颌无牙颌种植固定修复患者中的应力分布情况。方法选取我院2016年2月～2018年1月种植科就诊的1例上颌无牙颌患者作为研究对象，通过三维有限元模型的构建，并使用ABAQUS软件对应力的分布情况进行研究。结果种植体所承担的应力大小与应力加载位置有密切的关系，即位置越近，承担的应力也就越大。与此同时，应力集中区域是在磨牙区。结论在上颌无牙颌种植固定修复的过程中，种植体的排列位置对于应力分布有重要的影响，种植体的分散对于分散患者的较合理有重要的作用，因此应注重合理分配应力。

标签：上颌无牙颌；种植体位置；应力分布

种植体支持的全口固定义齿在临床的应用中，具有较多的优势，不仅体积小，且咀嚼的效率也较高。因此，这种方法是目前上颌无牙颌修复较为常用的方法。有限元法是一种基于加权余量法以及变分原理，对力学进行分析的数值模拟方法。相比于传统的方法，其优势主要在于能够分析受力结构任何部位的应力以及位移情况。因此，在研究中选取了某医院种植科就诊的1例上颌无牙颌患者作为研究对象，探讨并分析种植体位置对应力分布的影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院2016年2月～2018年1月种植科就诊的1例上颌无牙颌患者作为研究对象，在经患者同意和我院我院伦理委员会批准的情况下，采用上颌种植固定义齿修复方法进行了研究。患者的年龄为56岁，性别是女性。患者的颌骨条件比较良好，下颌是天然牙列。

1.2 方法

在修复前，在相应的位置上建立8颗种植体支持的6种固定义齿三维有限元模型。其中，种植体选择的是德国BEGO种植体，直径、长度以及基台底部螺丝直径分别为4.50 mm、12 mm以及1.80 mm。同时，在修复的過程中，采用的材料主要有锥形束CT机、3SHape D700激光扫描、计算机以及三维建模程序、模拟软件以及扫描系统等。在试验的过程中，具体的方法如下：（1）构建上颌骨三维有限元模型：采用锥形束CT机对患者的头面部进行分扫描。在扫描前，对相应的参数进行设置。其中，电压为110 V，层距和层厚均为0.20 mm。扫描的范围是从自框上缘上1.00 cm开始，一直扫描至下颌骨下缘结束。扫描结束后，将获得的三维图像数据进行存储，给是DICOM。然后提取患者的皮骨质和松质骨廓线，并将其导入至三维医学成像软件中。最后，采用相应的软件进行处理，并形成封闭曲面片模型，在此基础上建立实体模型。（2）构建种植体固定义齿修复三维有限元模型：采用3SHape D700激光扫描对患者进行扫描，然后将获取

的数据导入至相应的软件中，并将其保存为IGS格式的曲面文件。最后，采用快速成型模块以及零件设计模块等构建实体模型。（3）构建种植体与基台三维有限元模型：采用逆向工程建模方式对种植体和基台进行建模，然后采用三维图像扫描系统对建立的实体模型进行扫描，最后采用正向建模工具，构建实体模型。（4）模型转配：对构建的三种实体模型进行装配，采用的软件是CATIA，然后将其导入到Abaqus6.9有限分析软件中，对受力情况进行分析。

1.3 位点方案设计

在进行位点方案设计的过程中，依据的是国际牙科联盟的FDI牙位进行表示。其中，种植体的编号是从右到左的方式。见表1。

1.4 材料力学参数和加载方式

设定种植体和基台的过程中，均将其设定为钛。在对修复体进行设定的过程中，将其设定为二氧化皓。使用的材料均将其假设为均匀、均质以及连续且同向的线弹性材料。同时，材料均采用的均是小变形的材料。在受力的情况下，固定义齿以及种植体周围均是刚性的约束，且在加载的时候不发生相对的滑动。加载在模型中的应力是静态的应力。加载的方向是垂直于固定义齿右侧第一和第二磨牙近中舌尖颊斜面位置，其与水平面呈现的角度约为30°。加力的大小是每牙150 N。

2 结果

在加载条件相同的情况下，采用VON Mises对种植体和固定义齿的最大应力值进行表示。通过对模型的研究，研究显示，种植体所承担的应力大小与应力加载位置有密切的关系，即位置越近，承担的应力也就越大。与此同时，应力集中区域是在磨牙区。另外，应力的集中部位还主要集中在单端悬臂和末端种植体颊侧颈部。其中，末端种植体应力最大的是模型Ⅴ，其次是模型Ⅱ，再次是模型Ⅳ，然后是模型Ⅲ和模型Ⅵ，最小的是模型Ⅰ。最大应力是最小应力的1.80倍。在同一个模型中，相比于中间种植体来说，末端种植体所承担的应力是其的7倍。在中切牙之间的部位，应力分布情况与末端种植体的应力分布情况基本一致，相比于单端悬臂模型V，双端模型Ⅵ的应力更小。

3 讨论

研究表明，种植体所承担的应力大小与应力加载位置有密切的关系，即位置越近，承担的应力也就越大。与此同时，应力集中区域是在磨牙区。另外，应力的集中部位还主要集中在单端悬臂和末端种植体颊侧颈部。其中，末端种植体应力最大的是模型Ⅴ，其次是模型Ⅱ，再次是模型Ⅳ，然后是模型Ⅲ和模型Ⅵ，最小的是模型Ⅰ。最大应力是最小应力的1.80倍。在同一个模型中，相比于中间种植体来说，末端种植体所承担的应力是其的7倍。因此，模型Ⅰ是最佳的方案。同时，在应用种植体支持的上颌全口固定义齿的过程中，应尽量采用双端悬臂，且增幅卷爱近悬臂侧种植体的方式，以降低应力过于集中的情况。

综上所述，在上颌无牙颌种植固定修复的过程中，种植体的排列位置对于应力分布有重要的影响，种植体的分散对于分散患者的较合理有重要的作用，因此应注重合理分配应力。

参考文献

[1] 杨欣谕，唐震，龚璐璐，等.6个种植体全牙弓固定修复无牙颌的末端种植体设计[J].口腔颌面修复学杂志，2017，18（2）：69-73.

[2] 金星.修复上颌无牙颌不同种植体位置的疗效观察[J].全科口腔医学电子杂志，2016，3（5）：14-15.