通过考虑由小和大变形引起的植入周骨损伤,对牙植入物的初级稳定性的研究:一个经过验证的非线性微有限元素研究
Pedram Akhlaghi1, Setareh Khorshidparast1, Gholamreza Rouhi1
1Faculty of Biomedical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|August 7, 2023
概括
一个新的微有限元 (μFE) 模型准确地预测了牙植入物的初级稳定性和骨损伤. 这种经过验证的方法有助于优化牙科植入物设计,以提高成功率.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 生物力学 生物力学
- 牙科植入物学 牙科植入物学
背景情况:
- 牙植入物的初级稳定性对于成功的骨整合和长期功能至关重要.
- 评估初级稳定性需要了解骨植入物接口的机械反应.
- 现有的方法可能无法完全捕捉复杂的弹性塑性行为和椎骨损伤.
研究的目的:
- 开发和验证微有限元 (μFE) 方法来评估牙植入物的初级稳定性.
- 评估模型预测度,度降低和负载下不可逆转的位移的能力.
- 通过分析初级稳定性,为优化牙植入物设计提供一个工具.
主要方法:
- 从微计算机断层扫描 (μCT) 图像中生成的μFE模型. 骨植入物结构的微计算机断层扫描 (μCT) 图像.
- 纳入了椎骨的组织构成模型,包括elasto-plasticity和元素删除损伤.
- 通过将模拟的力位移曲线与体外机械试验数据进行比较,验证了μFE模型.
主要成果:
- 该μFE模型准确地预测了不可逆转的位移 (R2=0.99),度 (R2=0.77),以及度的减少 (R2=0.72).
- 模拟显示与实验数据有很好的一致性,与单位斜率和零截面 (p<0.05) 没有显著差异.
- 预测的围部植入器骨损伤与μCT图像中的观察结果有质量匹配.
结论:
- 经过验证的μFE方法有效地预测了骨植入系统的机械故障反应.
- 这种方法可以作为一种有价值的工具,用于调查植入物设计对初级稳定性的影响.
- 该研究有助于优化牙植入物设计,以提高初级稳定性和临床成功.
