不同嵌体修复MOD洞型的三维有限元分析

目的：建立近中-合面-远中（MOD）洞型嵌体修复下颌第一磨牙的计算机三维实体和有限元模型,并进行初步应力分析。方法：通过螺旋CT扫描,利用Mimics、GeomagicStudio7等图像处理软件建立第一恒磨牙的云纹点模型,通过UG软件建立下颌第一恒牙的三维几何模型,通过有限元软件ABAQUS进行网格划分,并在MSC．MARC有限元软件中建立下颌第一磨牙三维有限元模型。结果：建立起包含牙釉质、本质、髓腔以及牙槽骨的精细下颌第一磨牙三维有限元模型。结论：将CT扫描技术、数字图像处理技术与有限元方法结合起来,建立出高精度的下颌第一磨牙MOD洞型的三维有限元模型,为MOD洞型采用嵌体修复提供了研究手段．     

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。     

国产陶瓷块对CAD—CAM MOD嵌体适合性的初步研究

本实验利用我国生产的陶瓷材料,运用ＣＡＤ－ＣＡＭ ＣＥＲＥＣ系统制作同一标准模型ＭＯＤ嵌体,与进口材料在同一设计下制作的嵌体就Ｈｅ面所标定的边缘的密合度在扫描电镜下,运用图像分析技术,比较各自的密合度。     

全口义齿不同牙尖斜度的有限元分析

本文重点探讨全口义齿上颌笫一磨牙近中舌尖颊面的五种不同牙尖斜度,进行垂直向(牙合)力作用下的有限元应力分析。结果表明10°牙最佳,0°牙较佳,30°牙较差,40°牙更差,20°牙比10°及0°牙差,但比30°及40°牙好,为临床应用提供理论依据。     

全膝关节置换术假体的三维有限元生物力学分析

分析基于MRI图像数据建立的膝关节有限元模型,并采用人工膝关节置换术对假体进行匹配,通过有限元法对匹配假体接触关节表面进行应力变化分析,为人工关节假体进一步研究提供理论依据。采用MRI对1名正常男性青年双膝关节进行扫描并获取二维图像数据,根据MRI扫描数据建立膝关节三维模型;根据实际假体模型经过逆向工程技术建立膝置换假体模型,在截骨的膝关节三维模型上装配置换假体,最终构建三维有限元模型,并进行相关的生物力学分析。进行置换术后膝关节在垂直受力的0°~90°屈曲运动中,相对于胫骨,内股骨滚动并向后方发生了滑动外旋;膝关节在90°~120°范围內侧髁向内后方滑动,并且外侧髁向上抬离处于内旋状态。在屈曲运动过程中,膝关节随着度数增加,聚乙烯垫片内侧后方出现应力集中情况,约为120°时垫片后缘产生较大的应力峰值;基于MRI图像扫描并通过有限元法建立膝关节三维模型,用于膝关节置换后生物力学分析,为进一步人工关节假体研究提供相应理论依据。     

半月板三维有限元模型的建立

目的：建立膝关节半月板三维有限元模型。方法：拍摄健康成人膝关节CT图像,使用Materialise Interactive Medical ImageControl System 10.0（Mimics10.0）、Freeform Modeling System 10（FMS10）、ANSYS12.0等软件建立半月板三维有限元模型并进行初步生物力学分析验证模型的有效性。结果：建立的半月板三维有限元模型几何形态与实体解剖标本相似性高。初步生物力学分析结果显示模型能准确反映半月板的生物力学特性。结论：采用CT扫描图像建立膝关节半月板三维有限元模型是切实可行的。     

半月板三维有限元模型的建立

目的:建立膝关节半月板三维有限元模型。方法:拍摄健康成人膝关节CT图像,使用Materialise Interactive Medical ImageControl System 10.0(Mimics10.0)、Freeform Modeling System 10(FMS10)、ANSYS12.0等软件建立半月板三维有限元模型并进行初步生物力学分析验证模型的有效性。结果:建立的半月板三维有限元模型几何形态与实体解剖标本相似性高。初步生物力学分析结果显示模型能准确反映半月板的生物力学特性。结论:采用CT扫描图像建立膝关节半月板三维有限元模型是切实可行的。     

百色盆地舌形刃重型工具的三维有限元应力分析

石器的使用是一个力学作用过程,其功能部位(有效刃缘)在使用过程中,常常会出现不同程度的磨蚀或者崩损,这是由于石器刃缘处受到加工对象的反作用力而形成的.本文针对百色旧石器中手斧、手镐等大型工具类型出现较多的具有显著功能特点的舌形刃缘,尝试了用有限元方法做应力分析.通过对百色盆地13个地点(或遗址)的44件石器的舌形刃缘所进行的3D力学模型分析表明,这类工具受力是不均匀的,舌形刃缘部位是高应力部位,当外力加载到一定阈限时,舌形刃缘会发生崩损,而器身不发生破坏,这与实际标本观察结果相吻合.结果还表明在模拟纵向受力(代表劈裂和砍砸)和横向受力(代表挖掘)两种工况下,纵向受力的应力值远小于横向受力,说明这类工具可能更适于劈裂和砍砸.本文为有限元方法在石器力学研究方面的应用作了有益的尝试.     

LISS-DF近端螺钉不同固定方式的有限元分析

目的研究LISS-DF治疗股骨远端骨折近端螺钉不同固定方式对应力分布规律的影响,寻找符合生物力学原理的固定方式,为临床应用提供理论依据。方法在ANSYS9.0软件中建立LISS-DF钢板固定股骨远端骨折（AO/OTA33-A3型）的实体模型和有限元模型。在近端螺钉不同单、双皮质固定方式下,通过模拟生理应力做轴向加载实验并进行有限元计算和分析。结果1、3孔单2、4孔双皮质固定时,近端螺钉最大应力值在不同固定方式中最小为24.21975Mpa,位移值为0.131424um与其它固定方式相当且均较小,说明该固定方式可以取得较好的力学效果。结论近端螺钉靠近骨折端处双皮质固定,其余螺钉间隔单双皮质固定时,可以减少应力集中现象,得到更好的把持力,使固定更牢固,从而降低固定失败的风险性。     

喜马拉雅旱獭的洞型观察

旱獭与医学关系密切,又有很高的经济价值。过去国内外对蒙古旱獭(Marmota sibirica)、灰旱獭(M. baibacina)、草原旱獭(M. bobac)和长尾旱獭(M. caudata)等的洞型都有报道。本文系作者1960-1975年在甘肃省洮江县和青海省共和县,剖析观察了喜马拉雅旱獭(M. himalayana)150余个洞型结构资料,现简报如下。     

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。     

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。     

恐龙蛋壳在外力作用下的三维有限元分析及其意义*

研究恐龙蛋壳在外力作用下的三维应力分布有助于了解恐龙蛋在自然埋藏下的破坏规律及其稳定性,大型通用有限元软件ANSYS为研究恐龙蛋壳的破坏规律提供了一种更为直观的方法。利用ANSYS有限元软件对产自山东莱阳的金刚口椭圆形蛋、广东南雄的瑶屯巨形蛋和粗皮巨形蛋,以及一窝未经描述过的发现于江西赣州的长形蛋科成员分别建立有限元模型,对其在50KPa均布荷载下的三维应力分布进行模拟计算,得出在外力作用下三维应力分布的精细化图像。结果表明最容易破坏区域位于蛋壳的钝端直径与尖端直径之间,且越靠近钝端直径越容易破坏,这与研究标本所观察到的破坏规律相一致,也与恐龙孵化出壳位置相吻合。钝端与尖端直径差别越大,两端的等效应力差别越明显,随着赤道半径与蛋壳厚度之比(R/h)的增大,蛋壳抵抗外部荷载的能力下降,蛋壳越容易破坏。     

不同化学型樟树的RAPD分析

用RAPD标记技术分析了30个不同化学型樟树〔Cinnamomum camphora(L.)Presl〕样本的遗传关系。14个引物共扩增出170个位点,其中多态位点161个,多态性位点百分率达94.71%,特异位点有15个。聚类结果显示,当λ=13时,30个樟树样本被分为4类,即芳樟型(主成分为芳樟醇)、脑樟型(主成分为樟脑)、桉樟型(主成分为1,8-桉叶油素)和黄樟型(主成分为黄樟醇),表明不同化学型樟树样本间的遗传关系与其叶精油的主成分有一定的相关性。     

三维分析技术揭示小鼠不同脑区小胶质细胞具有不同的结构特征

小胶质细胞是中枢神经系统中具有免疫功能的细胞,其分枝状突起不断伸出或回缩监测着周围环境的变化.为了探究不同脑区中小胶质细胞突起结构特征的差异性,本项研究采用小胶质细胞表达绿色荧光蛋白的转基因小鼠(Mus musculus),结合组织透明、激光共聚焦扫描成像和三维重建等技术,对小鼠大脑皮层、纹状体和海马齿状回变形层中小胶质细胞的结构进行了量化分析,并利用小胶质细胞突起均由胞体发出并在三维空间中具有连续性的特征分割出了具有复杂突起结构的单个完整小胶质细胞.研究结果显示,纹状体中小胶质细胞的空间占有体积显著高于大脑皮层和海马齿状回变形层中小胶质细胞的空间占有体积,而大脑皮层和海马齿状回变形层中小胶质细胞突起的空间占有体积之间不具有显著性差异.三维分析结果表明,大脑皮层、纹状体和海马齿状回变形层中小胶质细胞突起的总长度、分支总数、分支点个数、分支末端总数、最大分支级数均具有显著性差异.组织透明技术结合三维重建技术可在多个角度分析小胶质细胞的空间结构特征,这为进一步分析小胶质细胞结构和功能的关系及其在病理条件下的变化提供了一种新的手段.     

Dega骨盆截骨术后最佳中心边缘角的三维有限元分析

目的:应用三维有限元技术评估发育性髋关节脱位(developmental dysplasia of the hip,DDH)患儿在Dega骨盆截骨术后不同中心边缘角(center-edge angle,CEA)状态下髋臼的应力分布,为术前的手术规划提供有参考价值的生物力学结果。方法:使用已建立的DDH患者髋关节三维有限元模型,以术后CEA27°为中间值,每3°为一个变量,在Mimics誖10.0软件的模拟手术模块分别构建7组髋臼截骨术后的模型。在单腿站立和双腿站立状态下测量不同CEA状态下髋臼的应力分布。结果:单腿站立情况下,CEA为24°、27°、30°和33°的术后模型患侧髋臼的峰值应力接近正常侧。双腿站立情况下,CEA为24°时双侧髋臼的峰值应力最为接近。结论:对于该患者而言,在7组术后CEA中,24°时患侧髋臼的峰值应力与健侧最为接近,可以认为是最佳的术后CEA。有限元技术能够为Dega手术的术前规划提供个性化的指导方案。     

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.     

CroweⅣ型髋关节脱位儿童髋臼有限元生物力学分析

目的:建立CroweW型发育性髋关节脱位儿童骨盆三维有限元模型,对发育性髋关节脱位儿童真性髋臼及假性髋臼的生物力学进行初步分析.方法:采用单侧发育性髋关节脱位儿童骨盆CT扫描DICOM数据,通过Mimics10.0对图像DICOM数据进行重建,经Geomagic Proe5.0进行网格优化,在Hepermesh 10.0中进行有限元网格划分后输入ANSYS12.0中,在ANSYS中根据解剖部位建立骨盆主要韧带,行单腿站立载荷加载,计算该加载方式下骨盆的应力及位移分布情况.结果:模拟患者单腿(患侧)站立状态下身体重心通过假关节的中心,骨盆极度倾斜约45°,给予生理载荷,应力主要集中在假髋臼和骶髂关节面之间,耻骨上肢内侧是应力集中区但是应力小于骶髂关节周围部分;患侧骨盆位移以髂骨翼前侧向后侧逐渐减弱.结论:建立的有限元模型在静载荷下特征部位的应力及位移能够反映CroweⅣ型髋关节脱位儿童骨盆的力学结构特性,模型的准确性高,可以成为CroweⅣ型髋关节脱位儿童骨生物力学研究的工具,满足临床研究需要.     

不同材料充填修复下颌第一前磨牙楔状缺损的应力分析

目的研究三种材料对两种角度下颌第一前磨牙楔状缺损的修复效果。方法在下颌第一前磨牙颊颈部深度为1mm,夹角分别为30°、90°的楔状缺损有限元模型上用银汞合金、复合树脂和玻璃离子粘固粉三种材料进行缺损修复,以未修复的楔模型为对照,加载100N轴向力后,利用三维有限元方法进行牙颈部应力分析。结果三种材料修复均改善了缺损牙体的应力集中。银汞合金修复体较其他两种材料承受了更大的应力,使缺损局部牙体应力集中状况得以更多缓解,在角度增加时作用更明显。复合树脂最有效降低牙体内部区域的应力集中。结论楔状缺损充填修复可缓解缺损区牙体硬组织的应力集中,复合树脂相对理想。     

不同植皮方式修复大面积烧伤创面的临床效果分析

目的:比较邮票植皮、meek植皮以及自体微粒皮移植用于大面积烧伤患者创面修复的临床效果和可行性。方法:回顾性分析我院烧伤科收治的120例大面积烧伤患者的临床资料,根据不同的手术植皮方法分为微粒皮植皮组、Meek植皮组和邮票皮组,每组40例。三组患者入院后均给予常规基础治疗,再根据选择植皮方式的不同实施微粒皮植皮、Meek植皮和邮票皮植皮。对比三组患者的植皮成活率、创面一期愈合率、愈合时间、死亡率、1%烧伤面积(1%TBSA)治疗费用(元)以及康复效果(康复优良率)。结果:邮票皮组植皮成活率明显高于Meek植皮组(P0.05),Meek植皮组植皮成活率明显高于微粒皮植皮组(P0.05)。Meek植皮组和邮票皮组创面愈合时间均明显短于微粒皮植皮组(P0.05)。邮票皮组1%TBSA治疗费用明显低于Meek植皮组(P0.05),Meek植皮组1%TBSA治疗费用明显低于微粒皮植皮组(P0.05)。Meek植皮组和邮票皮组的创面一期愈合率均明显高于微粒皮植皮组(P0.05);Meek植皮组和邮票皮组的死亡率均明显低于微粒皮植皮组(P0.05);meek植皮组的瘢痕最轻,关节功能恢复最好;微粒皮植皮组瘢痕最重,关节功能恢复最差。结论:不同植皮方式用于大面积烧伤创面修复的临床效果各不相同。邮票皮成活率高、抗感染能力强,但扩张比例低,创面愈合效果差;meek皮扩张比例高、康复效果好,但抗感染能力差;微粒皮扩张比例最高,但成活率低,治疗成本高。临床上,应该根据患者的自身情况选择不同的植皮方式。