首页 > 文献资料
-
渐变形面膝关节假体设计及接触应力分析
目的 研究膝关节假体形面轮廓对假体关节面间接触应力的影响.方法 基于MRI(magnetic resonance imaging)图像采集建立多角度正常膝关节模型.依据自然膝关节的解剖结构,从中提取出个体膝的结构尺寸及形面特征,设计出渐变形面的膝关节假体,按照全膝关节置换手术的规范流程建立植入渐变形面假体后的全膝三维模型,并通过有限元分析,比较植入假体后对股骨/胫骨关节面等效应力的影响.结果 植入渐变形面的假体膝在屈曲角度0°～60°时对于髁面的应力分布影响不大,但大于60°,尤其是80°时,应力分布变化明显;另外,对内/外侧髁面的大等效应力有较大的改变.结论 在膝关节假体的设计建模中,尽量重现人体关节构造,益于保证置换后整个膝关节的协调运作.整个设计过程及方法对于完善和改进假体的设计具有重要的参考意义.
-
胸腰段血管瘤有限元模型建立及生物力学分析
背景:关于胸椎段肿瘤生物力学方面的研究比较多,但是有关有限元分析胸腰段椎体血管瘤骨折风险的研究不多.目的:建立胸腰段椎体血管瘤有限元模型,分析其生物力学分布特点,评估脊椎血管瘤的骨折风险.方法:建立T12-L2椎体的正常椎体、血管瘤椎体(血管瘤占椎体松质骨比例分别为20%,40%,60%,80%)、骨水泥填充椎体三维有限元模型,并进行力学分析.分别予以600 N垂直静态压力下正常椎体、血管瘤椎体、骨水泥填充的椎体等效应力分布及特点.结果与结论:①建立了有效的T12-L2椎体有限元模型.在静态压力作用下3组模型L1椎体皮质骨应力传导无明显差异,应力大部均出现在椎弓根基底部、关节突关节及峡部;②在骨皮质完整情况下,椎体血管瘤占椎体松质骨20%-40%时病变椎体与正常椎体应力分布无统计学差异;当比例为60%-80%时,病变椎体与正常椎体应力分布有统计学差异;③建立的胸腰段三维有限元模型具有可用性;生物力学实验显示,椎体皮质骨完整性、松质骨破坏比例是椎体血管瘤骨折风险关键因素.
-
颈椎稳定器弯曲段的宽度和厚度对其性能的影响
建立植入颈椎动态稳定器(DCI)的C5-C6颈椎节段的有限元模型,对弯曲段的不同宽度和厚度的DCI进行生物力学有限元分析,研究弯曲段的宽度和厚度对其等效应力和活动度的影响,为DCI的优化设计提供理论依据.结果表明,相对于弯曲段的厚度,弯曲段的宽度对侧屈和扭转的活动度具有更明显影响.可以通过适当减小弯曲段的宽度来极大地提高侧屈和扭转的活动度,从而提高患者整体的运动功能.此时,DCI增加的等效应力,可以通过适当增加厚度来抵消.
-
下颌第一磨牙(牙合)面磨耗近中根受力影响的三维有限元分析
目的:采用三维有限元技术,分析下颌第一磨牙在(牙合)面水平磨耗与倾斜磨耗2种情况下受力时,其牙体内的应力分布和瞬间位移情况,探讨近中根纵裂发生的生物力学依据.方法:运用Mimics有限元软件建立下颌第一恒磨牙三维有限元模型,分为无磨耗组(对照组)、水平磨耗组(实验组1)和倾斜磨耗组(实验组2)3组,实验组1和实验组2再根据4种磨耗程度,分别建立平切1、平切2、平切3、平切4和斜切5°、斜切10°、斜切15°与斜切20°8种研究模型.经(牙合)面加载200 N的咬合力,运用MSC.Marc非线性有限元分析软件分析各种状态下模型内的等效应力和瞬间位移,分析牙根纵折发生的生物力学依据.结果:①无磨耗组第一磨牙应力主要集中在(牙合)面中央窝沟处,位移等值线主要集中在牙冠近中偏颊(牙合)面,向下延伸至牙颈部.②水平磨耗组应力主要集中于牙冠部及近远中根的根分叉水平,位移等值线整体逐渐偏向(牙合)面近中偏颊侧牙颈部区域,类似于楔状缺损的V型.③在倾斜磨耗组,当磨耗平面向远中倾斜角度由5°增至15°时,瞬间位移等值线与牙长轴交角变小,近中根所受剪切力大,产生的应力集中,发生牙根纵裂的可能性增大;当倾斜角度增大至20°时,应力主要集中在牙冠部,其位移等值线呈环形,大位移出现在牙冠内.提示临床上当牙冠磨耗严重、牙尖斜面明显倾斜时,倾斜牙尖成为应力集中区,易发生折裂.结论:下颌第一磨牙(牙合)面磨耗面向远中倾斜时,其近中根发生纵裂的可能性较大,为临床上预防性调磨过度磨耗的下颌第一磨牙,降低近中根纵裂的可能性提供了生物力学依据.
-
2种球帽附着体放置方式对不同冠根比基牙的有限元分析
目的 比较2种球帽附着体的放置方式对不同冠/根比基牙的牙周膜上的等效应力值和大应力值.方法 建立基牙的冠/根比为0.96和1.5的两种三维模型和两种球帽附着体放置方式的三维有限元模型,分析牙周膜上的等效应力和大应力.结果 垂直型球帽附着体在两种冠/根比基牙的牙周膜的等效应力和大应力均小于水平型球帽附着体.结论 垂直型球帽附着体更有利于维持基牙牙周组织的健康.
-
上颌无牙颌All-on-Four远中种植体不同倾斜角度和长度的三维有限元应力分析
目的:应用三维有限元法研究上颌无牙颌All-on-Four远中种植体在不同角度和不同长度模型中的应力分布.方法:选择1例上颌无牙颌女性患者,采集数据,三维重建,构建上颌无牙颌“All-on-Four”种植修复的三维有限元模型.按照远中种植体角度和长度不同分为4组:A组30°11.5 mm,B组30°13.0 mm,C组45°11.5 mm,D组45°13.0 mm.100 N垂直静载荷分别加载于第一、二前磨牙及第一磨牙上模拟咀嚼受力,应用ABAQUS软件测算种植体在上颌无牙颌模型上的等效应力值.结果:垂直载荷下,应力集中在种植体颈部周围骨皮质区2远中种植体长度增加,各区域应力缓慢下降2远中种植体倾斜角度增加,应力分布分散,种植体颈部和根尖区应力明显减小.结论:远中种植体长度增加对应力分布和大小的改变并不显著,远中种植体倾斜45°比倾斜30°更有利于应力分散.
关键词： 无牙颌 all-on-four 三维有限元 等效应力 -
下颌第一磨牙邻(牙合)面大面积缺损不同修复方案的生物力学效果
目的 比较下颌第一磨牙邻(牙合)面大面积缺损不同修复方案的生物力学效果.方法 采用三维有限元法建立不同的下颌第一磨牙修复方案模型,模拟正常人咬合;施加垂直和45度斜向加载,记录纤维桩加强全冠和髓腔固位冠两种不同修复方式下剩余牙体组织和修复体等效(EQV)应力大小和分布.结果 施加垂直加载或斜向加载后,纤维桩加强全冠组和髓腔固位冠组剩余牙体组织的应力分布均集中于牙颈部,且纤维桩加强全冠组的EQV应力峰值高于髓腔固位冠组.而纤维桩加强全冠组修复体的EQV应力集中于冠颈部边缘,髓腔固位冠组修复体的应力集中于髓腔粘接面,髓腔固位冠组的EQV应力峰值高于纤维桩加强全冠组.结论 髓腔固位冠可有效降低剩余牙体组织EQV应力和冠折的可能性.
-
三种纤维桩系统修复上颌中切牙的三维有限元研究
目的：应用三维有限元的应力分析法研究上颌中切牙采用三种不同系统纤维桩修复后的应力变化情况，来比较三种纤维桩系统修复后中切牙各部分的应力大小和分布，从而对临床纤维桩的应用起到一定的指导作用。方法：选取市场上较为通用的三种纤维桩系统，分别为：Relyx Fiber Post（3M-ESPE美国）、Luxapost（DMG德国）、PD Fiber Post（瑞士），通过离体牙的螺旋CT扫描后，Mimics软件建立三维模型，利用Abaqus6.14软件分别采用三种纤维桩系统修复牙体组织，模拟加载咬合力后记录牙本质的Von Mises应力和大拉应力。结果：相对其他两种纤维桩系统，Relyx Fiber Post的牙本质应力较小，而Luxapost和PD Fiber Post的牙本质应力差异不大。结论：相对其他两种纤维桩系统，Relyx Fiber Post的牙本质应力较小，而Luxapost和PD Fiber Post的牙本质应力差异不大。
-
下颌第一磨牙根管治疗后不同修复方案的生物力学分析
目的:比较下颌第一磨牙根管治疗后不同冠修复方式受力后的剩余牙体组织以及修复体应力大小及分布.方法:利用有限元法建立不同的下颌第一磨牙修复方案模型,模拟正常人咬合,施加垂直向及斜向载荷,记录2种载荷下不同修复形式下剩余牙体组织和修复体应力大小和分布情况.结果:2种载荷下除嵌体组牙体组织EQV应力在斜向加载与垂直加载时不同外,其余实验组在两种载荷下EQV应力分布相似.斜向加载时的修复体和牙体组织EQV应力峰值均分别明显高于垂直加载时修复体和牙体组织的EQV应力峰值.2种载荷下,嵌体组牙体组织的EQV应力峰值大,2种全冠修复组的牙体组织EQV应力峰值较2种髓腔固位冠高;嵌体组的修复体EQV应力峰值小,而2种全冠修复组修复体的EQV应力峰值较2种髓腔固位冠低.结论:髓腔固位冠可以有效降低牙体组织应力,降低冠折的可能性,但对修复体的强度要求较高.
