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三维有限元法在口腔医学应用中的研究进展

2021-11-30庞亚倩综述冯大军审校

河北医科大学学报 2021年1期
关键词:有限元模型研究

庞亚倩(综述),张 凯*,冯大军(审校)

(1.蚌埠医学院第一附属医院口腔科,安徽 蚌埠 233000;2.安徽医科大学第四附属医院口腔颌面外科,安徽 合肥 230001)

随着计算机技术不断地更新与发展,越来越多的数字化技术应用于口腔医学领域[1-3],如3-D打印、计算机辅助设计-计算机辅助制造技术(computer aided design-computer aided manufacturing,CAD-CAM)以及有限元建模在种植、正畸修复及评估颌骨生物力学方面应用广泛,口腔医学与数字化技术的有利结合,促进了自身不断地发展。有限元分析(finite element analysis,FEA)属于力学分析中的数值法,此技术通过对真实物理系统进行生物模拟,对复杂的几何形状定义材料性质,进行约束加载并求解,能够计算模型整体及局部的应力大小和位移变化。20世纪70年代Thresher等[4]首次将其应用于口腔医学,以构建三维牙体、牙周及骨骼组织等模型,赋予模型相应的生物力学材料属性,从几何、物理和力学方面综合分析不同约束及载荷条件下模型的应力与应变特点[5-6],为口腔生物力学研究奠定了基础。本文就FEA在口腔医学领域中的应用文献并对FEA的未来发展作一展望。

1 FEA在口腔种植领域中的应用

自Weinstein等[7]首次将FEA应用于口腔种植领域后,该方法便被用来研究各种种植体部件以及种植体周围骨的应力模式。FEA研究认为,种植体数目、直径、长度、螺纹轮廓、种植体部件的材料特性以及周围骨的质量和数量都会影响种植体周围骨的应力模式[8-10]。实验通过比较不同长度和直径的种植体周围的应力模式和水平,并模拟逐渐的颌骨吸收情况,随着骨高度的降低,种植体周围骨的应力/应变分布模式发生了相应的变化,就应力分布而言,植入直径粗且短的种植体优于直径细且长的种植体[11]。……

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