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微型種植體一般都是體積小、植入部位靈活、術(shù)式簡(jiǎn)單、創(chuàng)傷小、可即刻加力、患者易耐受、療程短、價(jià)格經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，作為一種新興的支抗方式越來(lái)越受到臨床正畸醫(yī)師的關(guān)注。根據(jù)臨床需要，微型種植體可能承載不同方向、不同角度的外力，產(chǎn)生三維方向的力矩。以往研究大多集中于在二維方向研究微型種植體植入與加載力的關(guān)系，而缺乏微型種植體植入方向與加載力方向變化對(duì)支抗效果影響的研究。為此，本研究應(yīng)用I-DEAS有限元分析軟件，通過(guò)建立微型種植體-骨模型，分析微型種植體-骨界面的應(yīng)力及位移情況，為微型種植體的臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
微型種植體的幾何形態(tài)參照臨床常用尺寸，設(shè)定為刃狀螺紋圓柱型鈦釘，全長(zhǎng)8.0 mm，螺紋部分長(zhǎng)5.0 mm，螺紋部直徑1.2mm，螺紋深度0.2 mm，螺紋間距0.3 mm。
將骨模型簡(jiǎn)化為骨皮質(zhì)、骨松質(zhì)的長(zhǎng)方體骨塊，骨皮質(zhì)的厚度設(shè)定為1.0 mm，骨松質(zhì)在垂直方向上比微型種植體的根尖端高出2.0 mm。
微型種植體模擬30°傾斜植入骨塊，骨外余留3.0 mm(無(wú)螺紋)，正畸力加載于種植體頂部，方向恒定、始終與植入處骨塊表面平行。設(shè)定第一次加載時(shí)，正畸力方向與微型種植體在骨表面的投影線方向相同，此時(shí)投影線與正畸力方向一致為0°。在保持加力方式、種植體與植入處骨表面夾角不變的情況下，將微型種植體在水平方向上旋轉(zhuǎn)180°，其投影線在骨表面上形成以植入點(diǎn)為圓心，投影線為半徑的半圓。投影線與正畸力方向相同時(shí)為0°，投影線與正畸力方向相反時(shí)為180°。四等分半圓，投影線方向依次為0°、45°、90°、135°、180°，即代表5種不同的微型種植體植入方向。
微型種植體-骨實(shí)體模型的建立應(yīng)用I-DEAS軟件，按照所選用的微型種植體外形參數(shù)、簡(jiǎn)化骨塊的設(shè)計(jì)方案，分別建立三維實(shí)體模型，并通過(guò)布爾減運(yùn)算修改骨模型，生成與微型種植體外螺紋匹配的骨實(shí)體模型的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)材料力學(xué)參數(shù) 模型中各種材料均設(shè)置為連續(xù)、均質(zhì)、各向同性的線彈性體。微型種植體材料為鈦，其彈性模量為103400 MPa、泊松比0.35，骨皮質(zhì)彈性模量為13700 MPa、泊松比0.30，骨松質(zhì)彈性模量為1370 MPa、泊松比0.30。
應(yīng)用I-DEAS軟件對(duì)微型種植體、簡(jiǎn)化骨塊實(shí)體模型分別進(jìn)行智能尺寸網(wǎng)格劃分，模型的劃分采用十節(jié)點(diǎn)四面體單元，各單元間有足夠的穩(wěn)定性，材料的變形為小變形，各截面之間均不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。將微型種植體及簡(jiǎn)化骨塊的各自有限元模型按照兩界面各節(jié)點(diǎn)連接，生成微型種植體-骨的三維有限元模型，模型單元總數(shù)為16691，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為28018。
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