螺距对即刻负载种植体和周围骨组织影响的三维有限元研究

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目的探讨在即刻种植负载条件下,种植体形成骨结合后,梯形螺纹螺距对种植体和周围骨组织的影响,为种植体结构的优化提供依据。方法运用计算机辅助设计三维建模软件Solidworks,建立螺距分别为0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm、1.3 mm、1.4 mm、1.6 mm的圆柱状梯形螺纹种植体模型,再将其分别与利用CT扫描数据重建的下颌骨组织模型进行仿真结合,在即刻加载情况下且种植体形成骨结合后,分别施加垂直向和与种植体长轴成15°的颊舌向力150 N。运用ANSYS Workbench有限元分析软件进行模拟仿真分析,比较种植体和周围牙槽骨组织,随种植体螺距改变而引起的应力、应变的变化。结果即刻负载且种植体与骨结合完成后,垂直向加载,皮质骨在种植体螺距为0.8 mm和1.0 mm时,Von-Mise应力、应变均较小;松质骨在螺距为0.7 mm、0.8 mm、1.0 mm时,Von-Mise应力、应变较小;种植体在螺距为1.6 mm时应力最小为44.18 MPa,螺距为0.8 mm时应变最小为11.04μm。颊舌向加载,皮质骨在螺距为0.7 mm、0.8mm时,Von-Mise应力、应变较小;松质骨在螺距为0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm时,Von-Mise应力、应变均较小;种植体在螺距为0.8 mm时应力最小为188.23 MPa,螺距为0.6 mm时应变最小为23.69μm。结论对于圆柱状梯形螺纹种植体,螺距选取1.0 mm、1.2 mm、1.3 mm或1.4 mm时,在即刻负载情况下,当种植体与骨结合完成后,种植体-骨组织系统各主要零件的综合力学性能较好、形变较小,对骨的破坏小,有利于种植稳定性的提高。
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