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微型种植体直径和长度优化设计在Ⅳ类骨质中应力分布的三维有限元分析
背景：为微型种植体的直径和长度影响其稳定性，目前相关研究多在Ⅰ和Ⅱ类骨质中进行，在Ⅳ类骨质中进行的研究较少。目的：通过三维有限元研究微型种植体直径和长度在Ⅳ类骨质中优化设计。方法：建立种植体-颌骨实体模型，在种植体顶部施加2 N的正畸力，方向垂直于种植体长轴，与远中轴成30°夹角，将种植体设计为不同的直径(直径为1.2-2.0 mm)和长度(骨内段长度为6-10 mm)，评估颌骨的应力峰值和位移峰值，并分析对应力值对变量的敏感度。结果与结论：种植体的应力和位移主要集中在颈部，种植体-骨界面的应力主要集中在种植体-皮质骨骨界面的接触区，松质骨内的应力比较小，皮质骨内的应力减弱较快。在种植体长度恒定不变时，种植体直径对骨组织的应力影响比较大，骨组织的应力随种植体直径的增加而降低；在种植体直径恒定不变的情况下，种植体长度对骨组织的应力影响不明显；骨组织的应力及位移对种植体直径变化比较敏感，对种植体长度变化不敏感。结果表明，种植体直径对骨组织的应力分布影响比较大，其长度对骨组织的应力分布影响不大，种植体直径大于1.5 mm比较适合应用于Ⅳ类骨质。
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种植体直径和长度在Ⅳ类骨质中的优化选择
目的:应用Ansys DesignXplorer模块,进行圆柱形种植体直径和长度同时连续变化时对Ⅳ类骨质的颌骨应力影响的分析.方法:建立了包含圆柱状种植体的下颌骨Ⅳ类骨质的骨块三维有限元模型,设定种植体直径(D)变化范围为3.0～5.0 mm,种植体长度(L)变化范围为6.0～16.0 mm,观察D和L变化对颌骨Von Mises应力峰值的影响.同时进行颌骨Von Mises应力峰值对变量的敏感度分析.结果:随着D和L的增加,垂直向加载时,皮质骨、松质骨的EQV应力峰值分别降低了63.9%和87.9%,颊舌向加载时,皮质骨、松质骨的EQV应力峰值分别降低了76.2%和92.7%;当D＞4.0 mm L＞11.0 mm时,应力峰值的响应曲线的切斜率位于-1～0之问;在垂直向加载和颊舌向加载时,变量L和D分别对皮质骨的EQV应力峰值的影响更明显.结论:颊舌向力的力学分布更易受种植体参数影响;松质骨的应力更易受种植体参数影响;种植体直径增加更有利于改善颌骨颊舌向加载下的应力分布,种植体长度的增加更有利于改善皮质骨垂直加载下的应力分布.从生物力学角度而言,对于Ⅳ类骨质在临床上选择种植体时,种植体的直径应≥4.0 mm,种植体的长度应≥11.0 mm.
