过盈植入对种植体-骨界面应力分布影响的三维有限元分析

目的:应用三维有限元分析法研究牙种植体过盈植入对种植体-骨界面接触压力的影响.方法:选择直径为3.3mm的ITI种植体和成人离体下颌骨,模拟种植体植入下颌骨内,过盈量为0.5mm,建立三维有限元模型,应用ANSYS软件分析种植体-骨界面的应力分布情况.结果:种植体周围骨最大应力为48.796 MPa,应力分布均匀.种植体所受应力主要集中于颈部,最大应力值为87.832 MPa.结论:过盈量为0.5mm时,种植体-骨界面所产生的应力值在骨组织所能承受的最大应力值范围内,种植体所受到的应力值远远小于钛的屈服强度,从生物力学角度,周围骨所受应力在骨组织能够承受范围,种植体也不会断裂,过盈联结在临床种植时有其可行性.     

种植固定义齿游端长度对支持组织应力分析的影响

本研究采用CT扫描及CAD技术,建立了无牙下颌骨的三维有限元模型,并模拟种植固定义齿的设计,对正中咬合状态下种植体骨周围组织应力进行分析,结果表明:种植体周围骨组织的应力随着义齿游离端长度的增加而相应增加,尤其靠近游离端的种植体远中骨组织压应力增值最为明显。提示在临床使用种植固定义齿时必须限制游离端的长度以减小种植体周围骨组织的压应力,防止骨吸收的产生。     

3 种不同弹性模量钛合金股骨假体在羊股骨置换模型中应力分布的三维 有限元分析

目的:通过三维有限元分析方法来观察并比较3种不同弹性模量钛合金股骨假体在羊股骨置换模型中von-Mises应力分布的情况。方法:采用64排螺旋CT对一健康成年羊的下肢股骨进行全长的CT扫描,扫描层厚为0.5 mm,扫描所得的数据存储为DICOM文件。将得到的DICOM文件导入到CT图像分析软件Mimics 10.0,然后利用Mimics 10.0软件来生成股骨的骨质点云数据,再将生成的骨质点云数据导入到Simpleware分析软件,通过机械加工反求中的复杂曲面造型技术建立起精确的三维实体模型。对三维实体模型进行网格划分,确定了髓腔的形状,并根据羊下肢股骨髓腔的形状设计了作者实验用的羊股骨假体模型,然后在ANSYS 12.1软件中进行网格划分。给予加载缓慢行走载荷以及扭转载荷,分析并比较羊股骨以及3种不同弹性模量钛合金股骨假体在股骨置换模型中von-Mises应力分布的情况。结果:在缓慢行走载荷以及扭转载荷条件下,3种不同弹性模量钛合金股骨假体von-Mises应力分布变化趋势一致,假体的柄颈结合部以及假体柄上1/3为应力集中区域。3种不同弹性模量的最大应力集中点均位于柄颈结合部,60 GPa弹性模量的股骨假体植入后假体的最大应力最小(37.8 MPa、29.1 MPa),股骨的最大应力最大(12.6 MPa、24.5 MPa);80 GPa的次之,假体的最大应力(38.4 MPa、33.4 MPa),股骨的最大应力(12.5 MPa、24.5 MPa);110 GPa的股骨假体植入后假体的最大应力最大(38.9 MPa、38.1 MPa),股骨的最大应力最小(12.3 MPa、24.5 MPa)。60 GPa弹性模量的股骨假体植入后的假体最大位移和相对位移均最小(缓慢行走载荷下假体最大位移为0.551 mm、相对位移为0.008 mm,扭转载荷下假体最大位移为0.730 mm、相对位移为0.011 mm)。结论:较低弹性模量的钛合金股骨假体(60 GPa)由于其弹性模量更接近于骨组织的弹性模量,股骨假体与股骨间的"应力遮挡"效应较小,更有利于应力在股骨假体及股骨间的传递,增加了股骨假体的早期稳定性,延长了其临床寿命。     

以牙种植体为中心的骨壁测厚方法及其评价

目的:研究一种以牙种植体为中心来测量其周围骨壁厚度的方法,并对由此方法制作完成的改良游标卡尺进行精确性评价.方法:使用Solid Edge软件设计制作一种以ITI种植体为中心来测量其周围骨壁厚度的改良游标卡尺;将种植体植入透明复合树脂块中;使用改良游标卡尺测量种植体周围树脂壁厚度,然后将树脂块连同种植体沿其长轴纵切开;拍照并用Digimizer软件对树脂块纵剖面实际壁厚进行测量;最后将两组数据通过SPSS软件进行配对t检验.结果:改良游标卡尺组测量结果为7.97-8.09mm,树脂块纵剖面组测量结果为7.98-8.12mm,标准差为0.03,t值为1.09,P值为0.28,两种测量方法差异无统计学意义.结论:以种植体为中心的改良游标卡尺满足了设计要求,精确度高且可重复性强,可用于评估种植体唇颊侧骨壁的骨吸收情况.     

OSFE植骨与不植骨种植修复的临床效果对比研究

目的:比较上颌窦挤压内提升(OSFE)植骨与不植骨种植修复的临床效果。方法:选择上颌后牙区种植修复的35例患者,其剩余牙槽嵴高度(RBH)为4~8 mm,共植入43颗种植体。A组16例患者为植骨组,20个种植位点,牙槽骨可用骨高度平均(5.87±1.19)mm,植入人工骨粉后植入种植体;B组19例患者为不植骨组,23个种植位点,缺牙区牙槽骨可用骨高度平均(5.67±1.10)mm,上颌窦提升后直接植入种植体。6个月后行二期手术完成修复。采用临床检查、X线检查及视觉模拟评分法(visual analogue scale,VAS)进行效果评价。结果:两组病例的牙槽嵴高度差异比较无统计学意义。在平均约36.7个月的随访期内,A组种植体的存留率为100%(20/20),B组中有1枚种植体因咬合力过大及口腔卫生较差脱落,种植体的存留率为95.6%(22/23),两组病例的存留率比较无统计学差异。两组患者的VAS值比较亦相当。所有种植体骨结合良好,种植体周围软组织无炎症,种植义齿咀嚼功能良好。结论:在严格控制适应症、准确掌握种植技巧的前提下,RBH在4~8 mm之间的病例无需额外植入骨代替材料即可取得理想的修复效果,简化了手术的操作,减少了手术的风险和创伤,节省了手术的时间和费用,易被患者接受。     

应用三维有限元分析髋臼骨结核软骨下骨塌陷的风险

目的建立人体髋臼骨结核三维有限元模型,探讨不同部位髋臼骨结核软骨下骨塌陷的风险。方法通过正常髋关节CT数据,利用Mimics软件和ANSYS有限元软件,建立正常髋关节三维有限元模型（模型A）、髋臼顶部骨结核（模型B）、髋臼中心部骨结核（模型C）、髋臼前部骨结核（模型D）、髋臼后部骨结核（模型E）三维有限元模型,模拟人体单脚站立进行加载,分析髋臼软骨下骨峰值Von Mises应力和初始微动值。结果建立了正常髋关节和不同部位髋臼骨结核三维有限元模型,各模型含节点269284,三维四面体单元184786个。通过加载分析结果显示：与正常髋关节相比,峰值Von Mises应力,依次增加84%、3%、21%、67%;髋臼软骨下骨初始微动值依次增加66%、11%、17%、29%。结论髋臼顶部结核软骨下骨峰值Von Mises应力和初始微动值最大,塌陷的风险最大。     

种植体稳定系数测定与种植体负重时机选择

目的:通过测量ITI和Osstem-SS种植系统的稳定系数(ISQ),评价这两种种植体的骨结合情况,为临床确定其上部结构修复时机提供依据。方法:93例牙列缺损患者共植入179颗种植体,根据患者种植区骨量情况分为两组,其中A组为种植区骨量良好,不需骨增量手术病例(62例);B组为种植区骨量不足,需进行骨增量手术病例(31例)。A组共植入125颗种植体,其中ITI种植系统64颗,OSSTEM-SS种植系统61颗;B组共植入54颗种植体,其中ITI种植系统28颗,OSSTEM-SS种植系统26颗。术后即刻及第4、6、8、12、16、24周分别测量各时期种植体稳定系数(ISQ),并同期进行临床和影像学检查。结果:A组中ITI种植系统术后8周ISQ值平均(74.17±1.85),进行负重;OSSTEM-SS种植系统术后12周ISQ值平均(72.00±2.59),进行负重。B组中ITI种植系统术后16周ISQ值平均(65.09±3.42),进行负重;OSSTEM-SS种植系统术后24周ISQ值平均(62.09±6.16),进行负重。负重后临床随访3-24个月所有病例均成功,咀嚼功能良好,患者满意。结论:种植体稳定系数(ISQ)能反应种植体骨结合情况,可以协助医生选择种植后合适的冠修复时机。     

骨诱导无机材料BAM 修复牙种植体周围骨缺损的实验研究

目的:评价骨诱导磷酸钙生物陶瓷(BAMOICPC)与可吸收胶原膜(BME-10X医用胶原膜)在牙种植体周围骨缺损中的修复能力。方法:在兔股骨上植入羟基磷灰石涂层BLB种植体,然后在其侧壁制造高4 mm、宽3 mm、深2 mm的骨缺损。对照组为单纯侧壁骨缺损,实验A组骨缺损区仅覆盖BME-10X膜,B组骨缺损区植入BAMOICPC,C组骨缺损区植入BAMOICPC并加盖BME-10X膜。于术后6个月取带种植体的骨段,通过HE染色和扫描电镜(SEM)分析。结果:对照组骨缺损区种植体表面见纤维包裹,实验A组骨缺损边界区少许骨质移行覆盖,实验B组下半部分缺损区新生骨覆盖。C组新生骨完全覆盖骨缺损区,且较B组硬度高,扫描电镜见与种植体结合更紧密。组织学观察B、C两实验组新生骨均可见比较成熟的哈弗氏管系统。结论:骨诱导磷酸钙生物陶瓷BAMOICPC是一种较理想的骨替代材料,联合运用胶原膜修复种植体周骨缺损效果佳。     

利用共振频率分析牙种植体骨愈合期稳定性变化 与早期边缘骨吸收的关系

目的:利用共振频率测量仪(Osstell)连续监测骨愈合期种植体稳定性变化与早期边缘骨吸收的关系。方法:本研究于2010-2011年期间根据纳入及排除标准连续纳入32名成年男性患者作为实验对象共植入45枚Strauman种植体,每名患者选择一颗(4.8mm×10mm)种植体,共计32颗种植体,种植区位于下颌后牙(骨质均为Ⅱ或Ⅲ类骨)。利用共振频率分析仪(Osstell)测量种植体的稳定性,测量时间点为植入时以及术后第1,2,3,4,6,8,12周。另外,影像学分析测量32颗种植体12周时的边缘骨吸收;结果:本实验中所有种植体在12周均实现骨结合,并成功完成种植修复。通过重复性方差分析,见表1,在种植体植入时,初期稳定系数(ISQ)均值为(79.03±6.756)。术后一周,种植体稳定系数(ISQ)均值均呈下降趋势,至术后第2周时达到最低点,与植入时稳定性有统计学差异(P<0.05)。从术后第3周开始种植体稳定系数(ISQ)均值逐渐上升。其中,稳定系数(ISQ)均值在第6周时与第12周无统计学差异,已达到延期稳定期。32颗种植体在第12周的边缘骨吸收均值为(0.86±0.068mm),而在第12周的种植体的稳定系数均值与种植体植入时的稳定系数均值无统计学差异。结论:本实验通过共振频率测量仪(OsstellTM)连续监测,目前的结果认为种植体愈合期边缘骨吸收对种植体愈合期稳定性变化没有影响。     

单端固定式下颌骨修复体的应力分析

目的：针对包括一侧髁状突的下颌骨缺损,通过有限元应力分析,了解单端固定式下颌骨修复体在功能运动时的受力与变形规律,以期寻求更加合理的修复体的设计和固定方式。方法：建立下颌骨断端和修复体的简易三维模型,模拟咀嚼运动,施加垂直方向载荷,进行有限元法应力分析,计算出该模型各组成部分的应力分布和受力变形。结果：在该模型加载时,延伸板基部和近断端处上部的螺钉颈部是应力集中的部位,近断端处下部的螺钉颈部和修复体的远端舌侧为形变最大的部位。结论：单端固定式下颌骨修复体在加载时,延伸板的基部和靠近断端的固定螺钉是应力集中的部位,修复体远离固定的一侧是变形最大的部位,提示我们应将延伸板形态设计为尽可能加宽,并应增加下颌骨下缘处的固定,使修复体与下颌骨断端受力更加合理,变形也尽可能缩小。     

下颌LOCATOR种植覆盖义齿咀嚼效率的比较

目的：种植支持的覆盖义齿是针对下颌骨后牙区没有足够骨量的病人的一种适当的治疗方案。LOCATOR是近年来一种新型改良的种植体附着系统。本研究在病人佩戴LOCATOR附着系统支持的下颌种植覆盖义齿后,通过比较不同种植体数量对咀嚼效率的影响,以期用最小的成本达到较好的临床效果。方法：19名下颌无牙颌患者中,10名植入2枚种植体,9名植入3枚种植体。三月后行LOCATOR附着系统支持的种植覆盖义齿修复,并计算咀嚼效率增加量。结果：通过SPSS20．0软件进行统计分析,采用95％可信区间,α=0．05,对两组覆盖义齿咀嚼效率的增加量进行t检验：P〉0．05,两组之间咀嚼效率的增加量无显著性差异。针对下颌LOCATOR种植覆盖义齿,植入两枚种植体和三枚种植体提升的咀嚼效率并无统计学差异。结论：针对LOCATOR系统支持的下颌种植覆盖义齿,两枚种植体既能有效地提高咀嚼效率。     

基于CT的股骨有限元模型的建立及髋关节中空多孔假体植入后受力分布的初步研究

利用有限元分析的方法,对髋关节中空多孔假体植入后的受力分布改变进行研究,为改进中空多孔人工关节假体的设计提供依据.建立了股骨和假体三维有限元模型,应用有限元分析软件Ansys5.7模拟单腿负重状态,考察应力分布并进行比较.使用SPSS Statistics 17.0软件进行分析处理,绘制折线图.结果表明:a.开孔后张力侧最大压应力有所减小,开孔部位的应力水平变化不明显.b.与周围骨质形成连接后孔缘局部应力增加,张力侧受力改变不明显.c.短柄假体受力模式仍为远端应力集中;张力侧应力减小,开孔部位应力明显增加.d.下孔受力均大于上孔,受力方向基本一致.     

运用偏振光观测聚乙烯磨屑颗粒诱导人工关节假体无菌性松动

目的:探讨运用偏振光显微镜来观测无菌性松动人工关节假体周围的聚乙烯颗粒分布,评估其在研究磨屑颗粒诱导假体无菌性松动机制及防治措施等实验研究中的可行性。方法:我们用雌性新西兰大白兔建立动物模型,在左侧胫骨髓腔内植入羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)涂层假体。并分别于假体表面和膝关节腔内植入0.5×107超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)颗粒。术后行四环素荧光双标记。膝关节滑膜组织苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色、骨组织改良丽春红染色后分别用普通光镜和偏振光镜观察,未染色的骨组织行荧光显微镜和偏振光镜观察。结果:在聚乙烯颗粒刺激下,膝关节滑膜组织增生明显,骨-假体结合差,假体周围骨小梁稀疏,偏振光显微镜可清晰显示双折光性的聚乙烯颗粒在膝关节分布于滑膜及其深层结缔组织中,在骨-假体间隙间大量充填,阻碍骨-假体整合。结论:运用偏振光显微镜可以清晰而简便地观察滑膜和假体周围的聚乙烯颗粒分布,与传统实验方法相比,更加直观、简便和经济。     

KOM一段式种植体即刻种植的动物实验研究

目的：观察KOM一段式种植体即刻种植骨愈合过程,探索即刻种植的可行性。材料与方法：将6只狗分3组分别作实验。每组2只动物行KOM一段式种植体即刻种植愈合过程观察;动物分别于术后1、2、3个月处死2只大体标本观察、X线片、光镜、扫描电镜观察;结果：KOM一段式种植体即刻种植可以达到骨怀愈合。结论：1、KOM一段式种植体的即刻种植是一种临床可行的种植方式。2、即刻中植时种植体与骨组织之间的骨间隙是否充填生物替代材料,除了考虑种植体周围骨间隙的大小,还要考虑种植体的初期稳定性。     

基于有限元的第5 掌骨颈骨折钢板螺钉内固定的生物力学分析

目的：应用有限元方法建立三种不同的治疗第5 掌骨颈骨折的钢板螺钉内固定模型,比较三种模型的生物力学稳定性,为 第5 掌骨颈骨折的临床早期功能康复提供参考。方法：选取一名健康青年志愿者,将CT 扫描数据导入三维有限元软件建立第5 掌骨颈骨折模型,并选取三种钢板螺钉内固定方法进行骨折固定。对三种模型施加外力荷载并进行生物力学有限元分析,对比骨 折断端的最大位移和钢板螺钉的应力分布情况。结果：方法一、二、三的第5 掌骨骨折端的最大位移分别为0.189775 mm、 0.181428 mm、0.224299 mm,以方法二的骨折端位移最小;内固定材料的最大应力分别为1.20 KPa、1.00 KPa、1.39 KPa,以方法二 的钢板螺钉应力最小。结论：采用近端三颗螺钉远端两颗螺钉的直型钢板内固定方法治疗第五掌骨颈骨折的生物力学稳定性更 好,术后早期功能锻炼的安全性更高,是治疗第5 掌骨颈骨折的理想内固定方法。     

低强度超声促进放疗后犬下颌种植体骨结合的实验研究

目的：探讨放射线损伤犬的下颌骨行种植术后,低强度超声是否对其周围骨组织结合具有促进作用。方法：建立下颌骨放射线损伤的动物模型,并运用低强度超声对其进行治疗,通过Micro—CT、拔出实验等观察低强度超声治疗组（实验II组）与未用低强度超声治疗组（实验I组）,并与对照组对比,所得数据进行统计学分析。结果：成功的建立了放射线损伤的动物模型;实验II组骨小梁的各项指标均好于实验I组;拔出实验结果显示,实验II组拔出力值明显大于实验I组。统计结果显示各组之间的差异具有显著性的意义（P〈0．05）。结论：低强度超声对放射线照射后种植体周围的骨组织具有较好的修复作用     

力学载荷对骨整合影响的动物实验

植入体的骨整合使植入体与骨组织间形成牢固的接合, 可承受功能性生理载荷. 加载时间是决定植入体骨整合进程的关键因素. 然而, 关于初期载荷是否影响骨整合的进程, 或者, 无载荷愈合期是否可以缩短等问题现在还不清楚. 本文通过动物实验, 研究在骨愈合初期, 外部载荷如何影响骨整合的进程. 将钛植入体侧向植入山羊胫骨, 从术后4周开始, 对植入体加不同大小轴向载荷. 加载两周时, 取下连带植入体的胫骨; 设计专门的“拔出”力测试实验, 以检测不同分组(包括加载组和无载荷组)植入体的拔出力、骨-植入体界面的剪切强度. 并采用组织学染色、能量色散谱(energy dispersive spectroscopy, EDS)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)分析骨-植入体界面特征, 以评价骨整合状态. 结果表明, 术后4周时, 骨-植入体界面没有良好的骨整合, 在无载荷组样本的骨-植入体界面处可发现成纤维样组织, 而轴向10 N加载组样本的骨-植入体界面则发生良好的骨整合. 这表明, 植入手术后一定的载荷可以有利于骨整合的发生. 本研究提示, 术后初期的载荷会影响植入体骨整合的进程, 而适宜的载荷可缩短术后骨整合发生的时间.     

下颌第一前磨牙不同角度楔状缺损的三维有限元应力分析

目的探讨不同角度的楔状缺损载荷后应力分布状况。方法建立下颌第一前磨牙颊颈部深度为1mm,夹角分别为30°、60°、90°、120°的楔状缺损有限元模型,以未发生楔缺的完整牙体作为对照,加载100N轴向力后,分析楔状缺损局部、楔缺顶部及楔缺尖端所在横断平面的应力分布状况。结果建立了下颌第一前磨牙不同角度楔状缺损的三维有限元模型;载荷后各楔缺模型颈部缺损区域应力分布趋势均为自牙体外表面向髓腔侧递增;不同角度的楔缺模型在楔缺尖端所在平面上的应力集中于颊侧偏近中区域,接近楔缺顶部直线,完整牙体模型在楔缺尖端所在平面上的应力亦集中于近中颊区域,但应力值明显小于各楔缺模型;在楔状缺损顶部直线,各模型应力的分布规律相类似,最大值均为接近近中边缘的节点,范围分布在20.0～26.4MPa;最小值均为最远中的节点,范围分布在6.4～7.9MPa。所有的缺损模型其应力接近,均明显高于完整牙体的应力分布。结论1 mm深度的缺损情况下,不同角度的模型应力的分布情况接近,均较完整牙体有明显的颈部应力集中,其中最明显的集中点位于缺损内的近中颊侧牙体中。     

不同剂量rhBMP-2/CPC 体内骨诱导活性的比较研究*

目的:对比不同剂量rhBMP-2与多孔CPC复合后的诱导成骨效应,探讨与多孔CPC复合后的rhBMP-2的量效关系.方法:将0.5 mg/ml、1 mg/ml、2 mg/ml、3 mg/ml 4种不同剂量的rhBMP-2与多孔CPC材料复合后,植入36只小鼠双侧股部肌肉内,分别于术后1周、2周及4周取材,通过大体观察、组织学分析、形态计量学分析、荧光双标测定,观察4组诱导成骨情况.结果:植入1周,rhBMP-2与多孔CPC材料复合表现出了较明显的剂量依赖性,含有较多rhBMP-2的材料内诱导形成的骨组织也较多,但骨组织的增加并未随着rhBMP-2剂量的增加而连续递增,2 mg组和3 mg组新生骨组织含量无明显差异(P＞0.05).植入4周,新生骨组织向材料内部生长,但此时的新生骨组织面积较2周增加不显著(P＞0.05).0.5 mg组新生骨组织含量仍处于最低水平,而其它三组之间却无明显差异(P＞0.05).结论:在0.5 mg/ml-2.0 mg/ml剂量范围,与多孔CPC复合的rhBMP-2诱导成骨量与其剂量成正比,最佳剂量为2 mg/ml.     

国产多孔钽材料修复兔胫骨缺损的实验研究

摘要 目的：研究国产多孔钽材料能否在兔胫骨缺损模型中顺利实现骨长入,用于修复胫骨缺损。方法：在36只新西兰大白兔双侧胫骨骨干处建立骨缺损模型,每只动物左右侧缺损随机分组,分别进入实验组(植入多孔坦材料)和对照组（不植入多孔坦材料）。植入后4周、8周和12周取材,通过X线检测以及硬组织切片苏木精伊红染色,检测多孔钽材料与骨界面的骨整合情况。采用推出实验检测多孔钽材料与骨界面的结合强度。结果：将术后不同时间点取得的胫骨标本作X射线拍片分析,4周时,骨缺损端与材料结合部位有骨质生成,在8周时材料表面有骨形成现象,逐渐完全覆盖材料表面,在12周时骨量继续增加,形成覆盖材料并桥接骨缺损断端的骨痂。样本行硬组织切片并行HE染色后检测,植入4周后实验组材料两端被新生骨所覆盖,材料深部的孔隙中也可见少量骨组织长入;植入8周后发现实验组材料与骨组织生长良好,多孔钽材料表面和两端材料孔隙内均有骨组织长入,材料孔隙与组织紧密连接,有骨小梁长入;植入12周时两端骨组织长入深度没有明显变化,但材料表面骨组织继续长入,并完全嵌入圆柱体材料内。材料植入后4周与8周比较差异无统计学意义（P＞0.05）,材料植入后8周与12周比较差异有统计学意义（P<0.05）。将植入4周、8周和12周后含材料样本置于动态疲劳试验机上进行推出实验,随时间延长所需推出力明显增加,植入后4周和8周相比,虽然后者所需推力较大,但两者比较差异无统计学意义（P＞0.05）,而8周和12周比较则差异有统计学意义（P<0.05）。结论：国产多孔坦材料能在胫骨缺损中实现与骨整合,能用于皮质骨缺损修复。