不同3D打印材料對牙槽骨缺損重建支架網生物力學影響的有限元分析
發(fā)布時間:2021-01-18 00:07
目的:初步對個性化的鎂合金、鈦合金、聚乳酸、聚醚醚酮、羥基磷灰石支架網進行有限元仿真模擬,利用三維有限元分析兩種厚度不同材料的支架網在輔助口腔引導骨再生(GBR)力量加載過程中的應力、應變和位移分布,從生物力學角度為個性化支架網的設計提供參考。方法:提取上頜骨CBCT數據,重建21-23骨缺損區(qū)三維模型,設計0.5mm和0.6mm兩種厚度的五種不同材料的支架網和固位釘的三維有限元模型,在即刻加載的條件下分析其應力、應變和位移分布。結果:五種材料的支架網和固位釘的應力、應變和位移均隨著厚度的增加而明顯減小。兩種厚度支架網下的固位釘的最大應力均小于其屈服強度。0.5mm厚度時,鈦合金支架網的最大應力小于其屈服強度,其余四種材料的最大應力均大于其屈服強度。0.6mm厚度時,鈦合金、鎂合金和聚醚醚酮支架網的最大應力小于其屈服強度,其余兩種材料的最大應力仍然大于其屈服強度。0.5mm和0.6mm厚度的支架網的最大應力為:鈦合金>鎂合金>聚醚醚酮>聚乳酸>羥基磷灰石,最大應變和最大位移與之相反:鈦合金<鎂合金<聚醚醚酮<聚乳酸<羥基磷灰石。結論:0....
【文章來源】:重慶醫(yī)科大學重慶市
【文章頁數】:49 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
牙列部分缺失伴較大面積牙槽骨缺損的三維重建模型
重慶醫(yī)科大學碩士研究生學位論文1.1.3 建立個性化支架網及固位釘模型使用 3-matic Research10.0 讀取上頜骨模型后重建缺損區(qū)的牙列,模擬種植體植入位點,在 Geomagic Studio 中建立骨植入材料模型虛擬骨增量(圖 2),在Geomagic Studio 中建立骨植入材料模型虛擬骨增量,根據重建的上頜骨缺損模型在3-matic Research10.0 中分別設計了 0.5mm 和 0.6mm 厚度的六邊形支架網及固位釘,六邊形邊長為 1.25mm,固位釘直徑為 1.7mm,長度為 5mm(圖 3)。
圖 3 上頜骨、支架網和固位釘的三維有限元模型Figure 3 Three-dimensional finite element model of maxillary, scaffold mesh and retainingnail1.2 試驗設定和相關參數設定附著于上頜骨的肌束為固定約束,不同材料的支架網通過固位釘固定于頜骨,固位釘與頜骨之間為連續(xù)、均勻的骨性接合[32]。將支架網、固位釘、骨植入材料和上頜骨的三維模型導入 ANSYS Workbench17.0。根據學者對我國居民咀嚼力的測定[33],本實驗將 100N 的載荷加載于牙合面作有限元的力學分析。對模型進行網格劃分,單元數及節(jié)點數見表 1。實驗中相關材料的彈性模量和泊松比見表 2。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Nd,Zn微量元素在Mg-Zn-Y-Nd血管合金支架中組織學特性和改性的變化[J]. 魯雪麗,姚新亮,李彥明. 中國組織工程研究. 2017(10)
[2]可降解鎂合金覆膜支架治療兔頸總動脈側壁型動脈瘤可行性研究[J]. 王武,程英升,李永東,李明華. 介入放射學雜志. 2016(02)
[3]AZ91D鎂合金種植體三維模型骨界面應力有限元分析[J]. 李敏,吳鳳鳴,戴寧. 口腔醫(yī)學研究. 2010(04)
[4]動物體內植入鎂合金的早期實驗研究[J]. 張廣道,黃晶晶,楊柯,張炳春,艾紅軍. 金屬學報. 2007(11)
[5]單顆種植體支持單冠的不同牙尖斜度設計的三維有限元分析[J]. 朱保民,高平,梁星. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2005(03)
[6]醫(yī)用鎂合金的腐蝕行為與表面改性[J]. 李龍川,高家誠,王勇. 材料導報. 2003(10)
本文編號:2983862
【文章來源】:重慶醫(yī)科大學重慶市
【文章頁數】:49 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
牙列部分缺失伴較大面積牙槽骨缺損的三維重建模型
重慶醫(yī)科大學碩士研究生學位論文1.1.3 建立個性化支架網及固位釘模型使用 3-matic Research10.0 讀取上頜骨模型后重建缺損區(qū)的牙列,模擬種植體植入位點,在 Geomagic Studio 中建立骨植入材料模型虛擬骨增量(圖 2),在Geomagic Studio 中建立骨植入材料模型虛擬骨增量,根據重建的上頜骨缺損模型在3-matic Research10.0 中分別設計了 0.5mm 和 0.6mm 厚度的六邊形支架網及固位釘,六邊形邊長為 1.25mm,固位釘直徑為 1.7mm,長度為 5mm(圖 3)。
圖 3 上頜骨、支架網和固位釘的三維有限元模型Figure 3 Three-dimensional finite element model of maxillary, scaffold mesh and retainingnail1.2 試驗設定和相關參數設定附著于上頜骨的肌束為固定約束,不同材料的支架網通過固位釘固定于頜骨,固位釘與頜骨之間為連續(xù)、均勻的骨性接合[32]。將支架網、固位釘、骨植入材料和上頜骨的三維模型導入 ANSYS Workbench17.0。根據學者對我國居民咀嚼力的測定[33],本實驗將 100N 的載荷加載于牙合面作有限元的力學分析。對模型進行網格劃分,單元數及節(jié)點數見表 1。實驗中相關材料的彈性模量和泊松比見表 2。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Nd,Zn微量元素在Mg-Zn-Y-Nd血管合金支架中組織學特性和改性的變化[J]. 魯雪麗,姚新亮,李彥明. 中國組織工程研究. 2017(10)
[2]可降解鎂合金覆膜支架治療兔頸總動脈側壁型動脈瘤可行性研究[J]. 王武,程英升,李永東,李明華. 介入放射學雜志. 2016(02)
[3]AZ91D鎂合金種植體三維模型骨界面應力有限元分析[J]. 李敏,吳鳳鳴,戴寧. 口腔醫(yī)學研究. 2010(04)
[4]動物體內植入鎂合金的早期實驗研究[J]. 張廣道,黃晶晶,楊柯,張炳春,艾紅軍. 金屬學報. 2007(11)
[5]單顆種植體支持單冠的不同牙尖斜度設計的三維有限元分析[J]. 朱保民,高平,梁星. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2005(03)
[6]醫(yī)用鎂合金的腐蝕行為與表面改性[J]. 李龍川,高家誠,王勇. 材料導報. 2003(10)
本文編號:2983862
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