多孔结构钛种植体对周围骨组织应力分布影响的三维有限元分析

作者：刘亭松; 高荣; 魏霆; 孙惠强^*

来源：中华口腔医学杂志, 2019, (01): 35-40.

• 有限元分析
• 牙种植体
• 应力,物理
• 骨和骨组织

目的 分析内芯致密外层不同孔隙率结构的钛种植体周围骨组织应力分布情况,评估多孔结构钛种植体的生物力学性能。方法 建立5组直径为4.1mm的种植体三维有限元模型：实心(A组)、外层孔隙率为30%中央实心支柱直径分别为1.5和3.1mm(B和C组)、外层孔隙率为40%中央实心支柱直径分别为1.5和3.1mm(D和E组)；同时建立4类骨组织、上颌第一前磨牙牙冠、基台模型。将5组种植体装配于Ⅲ类骨组织中,分别施加150N垂直和50N侧向载荷；将5组种植体分别装配于4类骨组织中,加载极限力载荷；分析种植体及周围骨组织vonMises应力分布。结果 各种载荷条件下B～E组多孔结构钛种植体骨界面最大von Mises应力均大于A组。极限力载荷下,随着种植体多孔层厚度和孔隙率的增加,以及骨组织质量的降低,骨组织的最大von Mises应力增加。在Ⅲ类骨中垂直加载时A组最大von Mises应力为17.56 MPa,B、C组种植体最大von Mises应力较A组大,D、E组进一步增大,可达69.24 MPa；侧向载荷、极限力载荷下结果相似。同组种植体周围骨应力随骨组织质量降低而增加,D组种植体周围骨组织最大von Mises应力可达134.95 MPa。结论 种植体的多孔结构有利于应力向周围骨组织传导,可增加骨组织受到的力学刺激,但若力大小、方向不当,或骨组织质量不佳,则多孔结构种植体可能产生病理性应力。

• 单位
  山东大学口腔医学院