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短种植体应用于垂直骨量不足下颌磨牙种植修复的三维有限元研究

2022-09-21赵田琦谢冰清陈俊良李坤财

安徽医科大学学报 2022年9期
关键词:有限元模型

赵田琦,谢冰清,沈 洁,陈俊良,李坤财,何 芸

牙体缺失后由于局部炎性反应和缺乏局部生理性刺激等原因,常导致牙槽骨吸收、牙槽骨高度和宽度的减小[1]。上下颌磨牙区牙齿缺失后,颌骨往往吸收严重,导致牙槽嵴顶与上颌窦、下牙槽神经管等重要解剖结构距离缩小,垂直骨量不足[2]。近年来短种植体(<8 mm)的应用为解决磨牙区垂直骨量不足的问题提供了新的选择。课题组前期研究[3]应用三维有限元分析比较下颌磨牙牙槽骨严重吸收时,种植体长度及牙冠直径对种植体及周围骨组织的影响,其结果提示短种植体修复牙槽骨严重吸收的下颌磨牙是可行的。在此基础上,该研究进一步建立短种植体修复垂直骨量不足的下颌第二磨牙模型,对比分析种植体直径、载荷方向及骨质密度对短种植体修复效果的影响,探究短种植体应用于垂直骨量不足的下颌磨牙种植修复的生物力学特征,进一步为其临床应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验分组本研究模型中短种植体直径为5.5 mm或6.5 mm。由于正中咬合时,下颌磨牙的颊尖舌斜面与上颌磨牙的舌尖颊斜面接触,下颌磨牙主要受到垂直向和偏颊向的咀嚼力[4],因此在模型中主要模拟轴向0°和颊向45°两种载荷方向。因骨质的密度影响种植体周围骨组织的应力应变分布,在模型中分别模拟高密度和低密度这两种下后牙区骨质密度。综上,共设计8种三维有限元分析模型,见表1。

表1 有限元分析模型设计方案

1.2 获取影像学资料经患者签署知情同意书,同意使用其影像学检查相关数据后,在西南医科大学附属口腔医院影像数据库中获取1例右下颌第二磨牙缺失、牙槽嵴严重吸收导致垂直骨量不足患者的CBCT影像学资料。纳入标准:年龄大于18岁,颌骨发育正常,右下颌第一磨牙存在,第二磨牙区牙槽嵴顶到下牙槽神经管的距离约为9 mm。

1.3 建立三维模型将DICOM格式的CBCT文件导入Mimics Research 21.0 (Materialise NV, Leuven, Belgium)中,分别建立3个mask:皮质骨、松质骨、第一磨牙(种植修复邻牙),再将其分别转换成相应的object。将3个object导入3-matic Research 13.0 (Materialise NV, Leuven, Belgium),对模型的表面形状和网格进行优化。将5.5 mm×7 mm或6.5 mm×7 mm的种植体(tioLogic©,Dentaurum GmbH &Co.KG,Ispringen,Germany)CAD数据导入至下颌第二磨牙区的合适位置。……

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