短种植体修复牙槽骨严重吸收的下颌第二磨牙的三维有限元分析

摘要：

本文旨在对比分析下颌第二磨牙种植修复时，不同长度种植体和牙冠直径对种植体及周围骨组织的影响。采用三维有限元分析方法，通过不同条件与权重模拟骨质吸收严重的情况，以评估种植体在生物力学条件下的表现。目的是为应用短种植体修复下颌第二磨牙提供理论依据。研究分别设置了植入不同长度（5.5mm x 7mm）的种植体，对三种不同牙冠尺寸（正常大小、颊舌径和近远中径各减小10%、颊舌径减小20%）的模型进行了力学性能的对比分析。结果揭示了种植体的最大位移、骨皮质最大应力和骨松质最大应变值的变化趋势，为短种植体在严重骨吸收下颌第二磨牙修复的应用提供了科学指导。

关键词：


短种植体、应力、应变、三维有限元、种植修复


正文：


材料与方法

1. 影像资料获取及模型建立：选取一位下颌第二磨牙缺失的成年患者，通过CBCT影像获取完整的右下颌骨碎片的数据模型。使用专门软件将影像资料导入，并通过设定模拟不同的修复方案（包括不同的种植体长度及牙冠直径）来构建六个不同的三维有限元模型。模型旨在模拟牙槽骨严重吸收时下颌第二磨牙的情况，着重评估不同设计对生物力学性能的影响。

2. 实验假设与材料性质设定：按照确信的生物力学原则，设置了所有模型材料为连续、均质、各向同性且线弹性。骨组织的材料性质基于患者下颌区的第二类骨，材料参数通过专门的软件进行准确设置。接触面假设考虑到下颌第二磨牙牙冠与种植体、以及不同牙冠与邻牙的关系。负载条件基于对模型底部和侧面施加的载荷约束设计，采用垂直向150N的载荷进行施加，以测试不同条件下种植体和骨组织的应力反应。

3. 主要观察指标：分析不同模型中的种植体最大位移、骨皮质应力值与骨松质应变值的差异。

结果及讨论

通过对比六个模型的种植体位移、骨皮质应力以及骨松质应变的数值，研究结果显示：短种植体模型（特别是冠径减小较多的情况）表现出种植体的动态位移值和骨皮质最大应力值较低，同时，相较于长种植体模型，骨松质的最大应力值较高。这一结果暗示，种植体的直径对于减小位移和应力的重要性高于其长度。减小牙冠的大小可以有效降低种植体的位移、骨皮质应力以及影响牙槽骨健康的骨松质应变值。

结论

从生物力学角度来看，短种植体在下颌第二磨牙的修复中展现出其可靠性和优势。通过减小牙冠尺寸的方法，不仅能够降低种植体的位移和骨组织的应力与应变，还能维持骨组织的健康，从而提高修复的成功率和长期稳定性。这一发现为短种植体在复杂牙槽骨吸收情况下的应用提供了科学依据和指导。

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