基于Ce-TZP/Al2O3复合材料的陶牙植入物的机械行为的数值分析
Pedro Araújo da Costa Ward1, Fernando Ward1, Manuel Fellipe Rodrigues Pais Alves2
1Universidade Federal Fluminense - Escola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta Redonda - UFF/EEIMVR, Av. dos Trabalhadores, 420, Vila Santa Cecília, 27.255-125, Volta Redonda-RJ, Brazil.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|December 27, 2023
概括
这项研究探讨了使用陶复合材料 (Ce-TZP/Al2O3) 进行牙科植入. 有限元模拟表明它可以承受负荷,表明它对牙科应用的潜力.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 材料工程 材料工程 材料工程
- 牙科植入物学 牙科植入物学
背景情况:
- 牙植入物需要具有出色机械性能的材料来承受口腔力.
- 传统的植入物是有效的,但正在探索替代生物相容的陶.
研究的目的:
- 评估陶复合材料ZrO2(CeO2) -Al2O3 (Ce-TZP/Al2O3) 对于牙科植入物应用的适用性.
- 通过有限元分析,评估这种陶复合材料在模拟的负荷下的机械行为.
主要方法:
- 陶样品在1500°C2小时内烧结.
- 机械性质的表征:硬度,断裂性,屈曲强度,模,波桑比率和相对密度.
- 在各种负载强度 (100-500 N) 和角度 (0°,45°) 下对牙植入物几何的有限元建模,将结果与植入物进行比较.
主要成果:
- 这种Ce-TZP/Al2O3陶复合材料具有很高的屈曲强度 (952.6 ± 88 MPa),硬度 (1427 ± 46 HV) 和破裂性 (11.3 ± 0.4 MPa·m1/2).
- 模拟显示,在各种负荷和角度下,陶植入物原型的机械性能充足.
- 预测的应力低于莫尔-库伦失败标准,表明没有骨折风险.
结论:
- 陶复合材料Ce-TZP/Al2O3在牙科植入物应用中显示出有前途的机械性能.
- 有限元分析支持使用这种陶在牙植入物中没有骨折风险的初步可行性.
- 这种材料为牙科植入学提供了可行的替代方案,等待进一步的临床评估.
