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铸造桩核修复重度缺损上颌第一磨牙三维有限元模型的建立
目的 探讨铸造桩核修复重度缺损上颌第一磨牙三维有限元模型的建立方法.方法 对上颌第一磨牙样本模型进行两方位多层CT扫描,采用Mimics软件和Ansys软件,结合Freeform触觉设计系统之自由造型软件建立铸造桩核冠修复重度缺损上颌第一磨牙的三维有限元模型.结果 成功建立形态逼真、结构层次清晰的三根铸造桩及核修复重度缺损上颌第一磨牙三维有限元模型.结论 改进CT扫描方式可增加样本图像信息量的获取;Mimics和Ansys建模软件结合应用可提高三维有限元模型的精确度;Freeform自由造型软件可用于建立复杂桩核修复系统的三维模型.
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个体化模板在单侧颧眶颌复合体骨折复位中的临床应用
目的：探讨应用个体化模板提供外科设计及术中精确导向定位的临床意义。方法选择单侧颧眶颌骨折患者25例，通过术前三维CT扫描，对颅颌骨进行重建。采用计算机辅助设计（CAD）及相应快速成形技术（RP）在健侧的颅面中部骨结构CT数据上制作患侧面中部骨表面的多块（3~4块）个体化模板，利用模板作为术中导向，精确复位颧眶颌复合体（ZOMC）骨折。结果所有患者中，由健侧面中部骨结构CT数据重建的患侧虚拟面中部骨结构继之形成的表面外形模板，均能很好的应用于骨折复位中，各标志点术后水平非对称率均小于3%，单侧ZOMC骨折均获得对称性的复位。结论应用CAD和RP联合设计，制作多块个体化模板，通过导向定位精确复位ZOMC骨折，是ZOMC骨折复位重建的新的成功应用。
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计算机辅助设计个体化模板在口内进路下颌升支垂直截骨术中准确性研究及临床应用
目的 探讨结合计算机辅助设计(CAD)技术和快速成型(RP)技术制作个体化模板在口内进路下颌升支垂直截骨术中的准确性.方法 选择湿性头颅4例(8侧)三维螺旋CT扫描及三维重建,通过CAD技术设计和RP技术制作个体化模板,检测模板在升支的位置及适合性并按照模板边缘进行截骨,检测断面的位置;将这种方法应用于临床病例4例,观察其有效性.结果 个体化模板在湿头颅下颌升支完全就位,与骨表面紧密贴合无间隙;截骨位置与CAD设计一致,未伤及下齿槽神经血管束,近心骨段宽度足够;临床应用模板引导截骨操作时间短、出血少,术后CT检查截骨线与术前设计一致.结论 个体化模板具有高度的准确性和良好的适合性,可以准确定位下颌升支垂直截骨线,并能稳妥方便地引导截骨.
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计算机辅助设计与制作在磁性固位分体式上颌骨赝复体修复中的应用
目的 探讨计算机辅助设计(CAD)与制作在磁性固位分体式上颌骨赝复体修复中的应用.方法 对2例单侧上颌骨缺损患者采用CAD技术和快速成型(RP)技术制作硅橡胶阻塞器,再通过临床硅胶印模制作活动支架义齿,并利用磁性附着体将两者连接.戴入阻塞器及活动义齿,检查其就位、固位和稳定情况:通过口内含水、低头鼓漱的方法检测口鼻腔封闭性;利用分光光度法对附着体安放前后咀嚼效率进行比较.结果 采用CAD和RP技术制作的硅橡胶阻塞器与口腔和鼻腔组织密贴,固位良好;安置磁性附着体的活动支架义齿与阻塞器贴合,就位顺利,固位和稳定性良好;口鼻腔封闭检查结果:封闭性良好,戴入义齿后无水从鼻腔流出.咀嚼效率测试结果:两例患者在附着体安放后咀嚼效率都有显著提高.结论 磁性附着体的应用可以提高单侧上颌骨缺失赝复体的固位与稳定,改善咀嚼功能.
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包膜超声造影微泡的计算机辅助设计、制备与实验研究
目的研究纳米包膜超声造影微泡的结构参数及声学参数对其次谐波特性的影响,并对其进行优化设计,据此制备适用于次谐波成像的超声造影微泡.方法基于包膜超声造影微泡的理论模型建立计算机辅助优化设计与分析系统,从理论上分析微泡的结构参数与声学参数等对微泡次谐波特性的影响.同时,对微泡进行分级分离得到不同尺寸分布的微泡,并对其体外声学特性进行测试.结果仿真计算和实验结果表明当微泡的膜材料一定时,通过控制微泡粒径的分布,在一定的声压条件下可得到较强的次谐波响应;通过分级分离除去较小微泡后所得的次谐波响应比未分离前显著增强.结论利用基于模型的计算机辅助设计系统能够对微泡的次谐波特性进行优化设计,并对微泡的制备进行理论性指导.
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基于CAD技术的个体化下颌骨正交各向异性有限元模型的建立
目的 建立个体化下颌骨正交各向异性三维有限元模型.方法 利用CT薄层扫描下颌骨获取的断层图像数据,在自主开发的USIS软件的基础上,自动分辨骨皮质和骨松质轮廓边界,并对下颌骨采用"非种子区域分割"、非平行"佳切割曲面"及"B样条曲线拟合法"一系列新型CAD方法进行人机对话自动重建精确的几何表面模型.定义结构材料参数后划分网格,并导入有限元计算软件ANSYS9.0中完成三维有限元建模.结果 建立了结构精确的个体化下颌骨正交各向异性的三维有限元模型.结论 基于CT数据和USIS软件的新型CAD方法实现了个体化下颌骨正交各向异性三维有限元模型的建立.
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BioSun2.0:一个综合性的辅助分子生物学实验设计软件
我们曾于2004年推出了计算机辅助分子生物学实验设计的软件系统BioSun 1.0,该系统提供了较为全面的数据处理与分析功能.为了更好地服务于生物医学工作者,我们对该软件系统进行了升级,推出了2.0版本,新增的功能主要有:基于Blast的多种形式的序列比对、基于ClustalW的多序列比对与进化树构建、蛋白质三维结构展示、基于RNAfold的RNA二级结构预测和序列格式转换等.通过与商业化综合性的生物信息学软件系统DNASIS MAX 2.05、DNAStar 5.0、Vector NTI 9.1和BioEdit 7.0 的比较发现,BioSun2.0具有操作简便、功能众多和性价比高等特点,能够满足生物医学实验室的常规需求.
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电磁波照射时大鼠体内比吸收率值计算
目的建立电磁波照射时大鼠的电磁模型,并计算大鼠体内的比吸收率(specific absorption rate,SAR)分布.方法在用计算机辅助设计(CAD)软件建立大鼠三维模型而获得的电磁模型的基础上,采用时域有限差分法计算某一电磁波照射条件下大鼠体内SAR.结果利用建立的大鼠电磁模型计算了电磁波照射时体内的平均SAR和SAR分布.结论所建立的大鼠电磁模型可以用于电磁波照射时SAR的计算,为相关的电磁生物效应研究提供一个参数.
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靶向PDGF受体抑制剂的齐墩果酸类似物合成及其抗肿瘤生物活性研究
采用计算机辅助设计,将PDGF受体与已知活性的化合物进行模拟对接,并通过对靶蛋白上发挥活性作用的关键氨基酸残基片段进行解析,确定能和关键位点结合的活性基团,以天然产物齐墩果酸为母体,在其2位上引入活性基团,同时对其C-28位羧基进行酯化和酰胺化结构修饰,设计并合成了一系列靶向PDGF受体抑制剂且具有一定抗肿瘤活性的齐墩果酸类似物,其结构经MS、NMR确证.采用MTT法,选用人胃癌细胞(SGC-7901)和人肺癌细胞(A549)进行初步的体外抗肿瘤活性筛选.采用FPIA法,对Ⅰ3和Ⅱ5进行PDGF受体蛋白抑制实验.活性测试表明化合物Ⅰ3、Ⅱ5与阳性对照药物相比表现更强的抑制作用.FPIA测试表明化合物Ⅱ5和PDGF受体蛋白具有较好的结合能力.因此,新合成的齐墩果酸类似物抗肿瘤活性明显高于母体化合物,值得进一步研究.
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磺胺类黄酮衍生物20S蛋白酶体抑制剂的设计、合成与活性评价
本文通过计算机辅助设计,设计并合成了一系列磺胺类黄酮衍生物作为非共价20S蛋白酶体抑制剂,并对其生物活性进行了测试.与先导化合物相比(β5亚基的IC50值为14.0μM),化合物仅表现出局部的改善,但仍可作为一类潜在的20S蛋白酶体抑制剂.
关键词： 磺胺类黄酮衍生物 非共价抑制剂 计算机辅助设计 20S蛋白酶体抑制剂 选择性 -
基于Survivin靶点的齐墩果酸类似物合成及生物活性研究
目的 设计并合成一系列基于Survivin靶点,具有抗肿瘤活性的齐墩果酸类似物.方法 采用计算机药物辅助设计,在Survivin与已知活性小分子进行模拟对接的基础上,解析靶蛋白发挥活性作用的关键氨基酸残基片段,确定能够和关键位点结合的活性基团,并以天然产物齐墩果酸为母体,在其A环上创新性的引入活性基团,同时对其C-28位羧基进行酰胺化结构修饰.采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法,选用SGC-7901和A549细胞进行了初步的体外抗肿瘤活性筛选.结果 合成了10个新的齐墩果酸类似物,结构经MS、NMR表征;活性测试表明化合物I5、Ⅱ5与阳性对照药物相比表现出更强的抑制作用.结论 新合成的齐墩果酸类似物抗肿瘤活性明显优于母体,值得进一步研究.
关键词： 齐墩果酸类似物 Survivin靶点合成 抗肿瘤活性 计算机辅助设计 -
三种不同直径一体化计算机辅助设计与制作氧化锆全瓷桩核修复的有限元法分析
目的:采用二维有限元法,比较在功能状况下,上颌中切牙3种不同直径一体化计算机辅助设计与制作(computer aided design and computer aided manufacturing,CAD/CAM)的氧化锆全瓷桩核修复后,桩核及牙根的应力分布情况,为CAD/CAM一体化全瓷桩核的临床合理应用提供指导.方法:用上颌中切牙分别建立直径1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm的一体化CAD/CAM氧化锆全瓷桩核修复后的二维有限元模型,基牙分为无肩领和2.0 mm高肩领两组,共6种模型.用100 N力,通过牙长轴与切缘垂直向加载和切缘下腭侧2.0 mm与牙体长轴45°角斜向加载,模拟上、下切牙相对时和下颌前伸运动时的两种受力情况.结果:在100 N垂直向加载下,直径为2.0 mm的一体化CAD/CAM氧化锆全瓷桩核的应力分布更加均匀,牙根的应力集中区位于桩末端的根管内侧壁,其力值随着桩直径的增大而增大；在100 N 45°角斜向加载下,所有一体化CAD/CAM氧化锆全瓷桩核和牙根的大应力值是垂直向加载下的3倍以上,桩核的大应力位于根管内桩的唇侧中1/3,应力集中不明显,牙根的应力集中区位于桩末端的外侧壁及根尖孔区.在2.0 mm肩领存在时,相同直径的桩核和牙根的大应力较无肩领设计时减小.结论:在一体化CAD/CAM氧化锆全瓷桩核根管预备时2.0 mm的直径有利于应力的均匀分布,末端牙体预备要防止应力集中,前伸侧向力对牙根及桩核的影响较大,根尖1/3是可能发生根折的部位.
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计算机辅助制作个性化钛网治疗眼眶骨折继发眼球内陷
目的:应用计算机辅助技术制作个性化钛网重建眶壁,矫治眼眶骨折继发眼球内陷,并与传统方法对比,评价其治疗效果.方法:20例非单纯性眼眶骨折的患者,男性12例,女性8例.A组8例应用个性化钛网,B组12例应用传统方法.应用图形处理软件,以CT数据为基础,行眼眶三维重建,镜像翻转复制健侧眼眶替代患侧眼眶,应用快速成形技术制作复制后的患侧眼眶的三维模型,在其上成形钛网,手术植入行眶壁重建.通过临床检查和CT测量,并与传统眼眶重建方法对比,评价该方法的治疗效果.结果:术前、术后患侧眼球内陷的差值:A组平均为2.6 mm,B组平均为2.0 mm;术前、术后患侧眼眶容积扩大量的差值:A组平均为4.3 mL,B组平均为3.7 mL;术后眶下壁修复指数A组和B组均为100%;眶内壁修复指数:A组为84.7%,B组为53.3%;植入体眶内置入深度:A组平均为31.2 mm,B组平均为28.3mm;术后复视相改善情况:A组平均1.5个象限恢复,B组平均1个象限恢复.术后所有病例未出现相关并发症.结论:计算机辅助制作个性化钛网技术在重建眶壁形态、眶壁修复范围和置入深度等方面均优于自体骨、人工材料移植等传统重建方法.应用计算机辅助制作个性化钛网技术可以更加精确地重建眶壁,提高眼球内陷和复视的矫治效果.
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数字化正畸修复联合治疗设计在前牙美学重建中的应用
目的:探索一种数字化正畸修复联合治疗的设计方法,并将其应用于前牙美学重建中,以提高医患沟通的效率及治疗效果的可预期性.方法:选取可能需通过正畸修复联合治疗解决前牙美学缺陷的患者20名,通过口内扫描仪获取患者口内软、硬组织数字模型,分别进行直接修复治疗设计和正畸修复联合治疗设计.对于直接修复治疗设计,采用修复设计系统在数字模型基础上进行诊断蜡型数字化设计;对于正畸修复联合治疗设计,首先利用正畸分析及设计系统以终修复目标为导向进行虚拟排牙设计,随后将虚拟排牙后的数字模型导入修复设计系统进行终修复效果的诊断蜡型设计.将两种设计效果分别向患者展示,由患者采用视觉模拟评分法对两种修复设计效果进行评分,比较患者对两种治疗方案美学评分的中位数有无差异,终由患者综合考虑,选择治疗方案.结果:患者对直接修复治疗设计的评分的中位数为8.4,对正畸修复联合治疗设计的评分的中位数为9.0,后者高于前者且差异有统计学意义(P<0.01).在综合考虑各项因素后,终12名患者选择正畸修复联合治疗方案,8名患者选择直接修复治疗方案.结论:在复杂前牙美学治疗病例中,数字化正畸修复联合治疗设计具有可行性,可在治疗前为患者提供终疗效预测,为医患沟通提供了便利的条件,有助于在患者满意的基础上达到更理想的美学效果.
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数字化修复结合牙周手术解决复杂前牙美学缺陷
目的:针对伴有牙周软组织形态不良的复杂前牙美学缺陷病例,探索一种全程数字化修复的治疗流程,为解决复杂前牙美学诊疗问题提供新思路.方法:选取复杂前牙美学缺陷的患者12例,通过口内和面部三维扫描获取牙列和面部三维数据并进行配准,在计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)软件中进行两种美学设计(仅考虑“白色美学”、综合考虑“粉白美学”),结合数码摄影得到相应的彩色三维数字化修复效果模拟图.以患者评分为标准评价两种美学设计,并由患者自主选择,针对选择后一种设计的患者,三维打印其诊断模型并制作导板指导牙周手术,后续采用数字化方法完成前牙美学修复.结果:患者针对基于口内和面部三维扫描及数码摄影的两种数字化美学设计进行评价,综合考虑“粉白美学”设计的患者满意度更高(P＜0.05),且更多患者(66.7％)选择牙周手术改善软组织形态后再行修复;将该设计通过三维打印制作诊断模型及导板指导牙周手术,实现了数字化设计向终手术效果的转移;后续数字化方法制作终修复体,实现全程数字化.结论:通过数字化美学分析和设计,修复效果预测,三维打印诊断模型制作导板指导牙周手术,并用数字化方法完成前牙美学修复诊疗流程的方法可行,临床显著提高医生、患者、技师相互间的沟通效率,体现了多学科联合治疗复杂前牙美学诊疗问题的优势.
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一种切削法制作的数字化种植手术导板加工精度评价
目的:评价一种切削法制作的数字化种植手术导板(Organical Dental Implant,ODI系统,R+K,德国)的加工误差.方法:试验分为两部分:(1)体外试验:通过体外模拟数字化种植手术导板的设计和加工制作,在切削加工完成后将导板进行模型扫描获得虚拟三维数据,导人设计软件融合后直接测量加工误差作为金标准,A和B两名试验者分别用检验平台测量10次加工误差,评价检验平台用于测量的可靠性.(2)临床试验:通过检验平台检验12例临床病例导板的加工精度,分析误差的大小及可能影响加工误差的因素.结果:体外试验中,两名试验者对8枚种植体导环参考点测量的标准差均小于0.4 mm,角度测量的标准差均小于0.71°.两名试验者对于每个种植体的检验结果差异均无统计学意义,对于导环参考点误差测量结果均较软件测量结果大(配对t检验,P ＜0.05),角度误差的测量结果差异无统计学意义(配对t检验,P＞0.05).临床试验中,12例导板共45枚种植体导环参考点加工误差为(1.06±0.29) mm(0.42～1.75 mm),根尖误差为(1.12±0.48) mm(0.41 ～2.44 mm),角度误差为1.42° ±0.70°(0.29°～2.96°).结论:导板的切削加工过程中也会存在一定误差,ODI系统的检验平台是测量加工误差的可靠工具.种植导板加工误差与种植体植入位置误差间的关系还需进一步研究.
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用于全口义齿计算机辅助设计的虚拟半可调(牙合)架
目的:研究用于全口义齿计算机辅助设计(computer aided design,CAD)的虚拟(牙合)架程序,并对一例计算机辅助设计的全口义齿进行虚拟调(牙合).方法:用FARO多用途3D激光扫描测量臂(美国FARO公司)的接触式测量头获取(牙合)架开闭口、前伸和侧方运动轨迹数据.在同一扫描坐标系下,利用该扫描臂上集成的线激光扫描仪获取正中关系位时上、下(牙合)堤唇、颊面三维数据.应用自行开发的全口义齿CAD系统完成一例全口义齿的计算机辅助设计.基于(牙合)堤扫描数据,将(牙合)架运动轨迹数据和全口义齿CAD数字模型整合于同一个坐标系.基于Scoll语言开发(牙合)架三维运动模拟、咬合关系检测和虚拟调(牙合)程序.结果:开发了用于全口义齿CAD数字模型的虚拟半可调(牙合)架程序,该程序能自动检测、记录并用颜色梯度显示咬合早接触区、干扰区,并对目标牙齿进行自动调(牙合).将该程序应用于1例全口义齿CAD数字模型的虚拟调(牙合).结论:该研究基于机械半可调(牙合)架建立了一条虚拟(牙合)架的技术路线,并且对在全口义齿CAD过程中应用可调式(牙合)架进行了初步探讨.
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计算机辅助设计与制作一体化玻璃纤维桩核修复漏斗状根管的抗疲劳和抗折性能
目的:评价计算机辅助设计与制作(computer aided design and computer aided manufacturing,CAD/CAM)一体化玻璃纤维桩核修复漏斗状根管的抗疲劳性能和抗折强度.方法:收集32颗离体上颌中切牙,制作漏斗状根管模型后,利用随机数字表分为4组,每组8颗牙齿,分别用4种桩核修复,第1组:CAD/CAM一体化玻璃纤维桩核；第2组:预成石英纤维桩与树脂核；第3组:铸造金合金桩核；第4组:CAD/CAM一体化氧化锆桩核.使用化学固化的树脂粘接剂Superbond C&B将制作完成的桩核粘入到预备后的根管中,为每个牙齿制作氧化锆全冠并使用Superbond C&B粘接.使用加成型硅橡胶模拟牙周膜后把制作完成的试件固定到专用的咀嚼模拟器上,以1.67 Hz的频率在5℃和50℃每2 min交替一次的水浴中沿牙体长轴45°角,用49 N的力在牙冠舌侧加载1.2×106次,再将试件用力学测试机沿牙体长轴45°角加力将桩核折断,记录抗折强度,观察折断模式.结果:咀嚼模拟结束时,预成石英纤维桩组有4个样本的牙冠脱落,剩余样本中未观察到破坏；在抗力测试中,CAD/CAM一体化玻璃纤维桩核组和铸造金合金桩核组的抗折强度分别为(441.5 ±103.2)N和(462.9±170.0)N,差异无统计学意义(P＞0.05),但是都高于CAD/CAM一体化氧化锆桩核组[(284.1土99.0)N]和预成石英纤维桩组[(315.4±112.3) N],其差异有统计学意义(F=4.613,P＜0.05).结论:漏斗状根管使用CAD/CAM一体化玻璃纤维桩核或铸造金合金桩核修复可能能取得更好的临床效果.
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患者参与的数字化设计在前牙美学修复中的应用
目的:探索一种患者能够参与的前牙美学修复的数字化设计、预测和制作方法,为前牙美学修复提供新思路.方法:选取需要进行前牙美学修复的患者32人,随机分为实验组和对照组,每组各16人.实验组通过口内扫描和面部三维扫描获取牙列和面部图像并进行配准,在计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)软件中设计修复体,得到三维数字化修复效果图,根据患者意见调整修复体形态后,用牙科计算机辅助制作(computer-aided manufacturing,CAM)设备根据设计好的修复体形态制作前牙修复体.对照组采用常规方法制作修复.记录两组患者初戴修复体时每单位修复体所用时间,请未参与实验的医师对修复体质量进行盲评,并请患者对修复体以及修复后面部整体外观进行满意度评价.结果:成功建立了患者参与的前牙美学修复数字化设计和效果预测流程,并用数字化技术制作出患者满意的前牙修复体.实验组患者对于数字化修复方式的接受率为100%.实验组与对照组的修复体经过未参与实验的医师盲评,在外形准确性、边缘密合性以及表面光滑性上差异均无统计学意义(P>0.05).实验组患者对修复体及修复后面部整体外观的满意度明显高于对照组(P<0.05),且实验组修复体初戴时每单位修复体调改时间较对照组明显缩短(P<0.01).结论:患者参与的前牙美学修复的数字化设计、预测和制作方法可行,此方法有助于缩短修复体初戴时间并能够提高患者对修复效果的满意度.
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股骨近端髓内钉治疗股骨粗隆间骨折的影像学分析
目的：建立一种股骨近端三维解剖形态的测量方法，研究InterTAN髓内钉和股骨近端防旋髓内钉（ proxi-mal femoral nail anti-rotation，PFNA）手术对股骨近端解剖形态的影响。方法：利用Mimics等计算机辅助设计（ com-puter assisted design，CAD）软件，建立一种在三维条件下，测量股骨近端三维（3 dimensional，3D）解剖形态的方法，并完成信度实验。收集40例股骨粗隆间骨折患者行InterTAN和PFNA术后的CT数据，测量术后健侧和患侧的2D、3D前倾角和颈干角，髓内钉2D、3D前倾角。利用组内相关系数（intra-class correlation coefficient，ICC）检验股骨颈前倾角、颈干角等数据间的一致性，成对t检验比较成对数据的差异。结果：所建立测量方法的观察者间和观察者内信度均较高（ICC均大于0．9）。配对t检验显示不同髓内钉术后患侧前倾角与健侧前倾角相比差异均无统计学意义，一致性检验显示，患侧和健侧的2D、3D前倾角之间并无一致性（ P分别为0．099和0．055）；但髓内钉2D、3D前倾角和患侧相应的2D、3D前倾角之间的一致性较好（总体ICC分别为0．81和0．8，P值均小于0．001）。 PF-NA组术后患侧前倾角与健侧的差值大于15°者占57％，明显高于InterTAN组的16％，配对t检验显示，PFNA术后的患侧和健侧的2D和3D颈干角之间差异无统计学意义（P值分别为0．925和0．367）， InterTAN术后患侧的2D和3D颈干角均明显小于健侧，差异有统计学意义（ P值分别为0．033和0．009）。结论：通过对两种髓内钉术后股骨近端解剖形态的测量发现，与InterTAN相比，PFNA术后股骨颈前倾角变化较大，两种髓内钉的前倾角与术后患侧股骨颈前倾角均有较强的相关性。
