在三个周期内,在立即负荷下,对不同牙植入物的生物机械行为进行三维有限元分析
Feng Yang1,2,3, Dianbin Liu2, Wenjie Yin2
1School and Hospital of Stomatology, Fujian Medical University, Fujian, China.
Heliyon
|July 4, 2024
概括
这项研究发现,调整牙植入物的弹性模量 (MOE) 可以改变生物力学行为. 石植入物显示出最少的应力和变形,在立即负荷下增强了植入物-骨的稳定性.
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:
- 牙植入物稳定性对于成功的骨整合和长期功能至关重要.
- 植入物材料的机械特性,特别是它们的弹性模量 (MOE),影响植入物周围的应力分布.
- 了解这些生物力学相互作用对于设计有效的植入系统至关重要,特别是用于即时加载协议.
研究的目的:
- 评估牙植入物的弹性模量 (MOE) 的变化如何影响植入系统和植入周围骨的变形和·米塞斯应力.
- 为了比较在动态循环负荷下 (Zr), (Ti),低MOE-Ti和聚乙基 (PEEK) 植入系统的生物力学性能.
- 确定最佳的MOE,以提高在即时加载期间的植入物-骨接口稳定性.
主要方法:
- 使用Ansys Workbench 2021 R2.2开发了一个立即加载的植入式支持假牙的有限元模型.
- 模拟动态循环负荷,表示三个周期.
- 描述了植入物 - 骨接口作为摩擦接触与干扰适合引起的初始应力.
主要成果:
- 超结构的最大变形不同:Zr (103.1微米),Ti (125.68微米),低MOE-Ti (169.52微米) 和PEEK (844.06微米).
- Zr植入系统在皮层骨中表现出最低的最大变形和·米塞斯应力 (14.96 μm,86.71 MPa).
- 增加MOE降低了取消骨的最大变形;PEEK显示出最高的Von Mises应力 (59.12MPa),Ti显示出最低的 (22.48MPa).
结论:
- 调整植入物MOE是修改生物力学特征的可行策略.
- Zr植入系统在最小的应力和变形下表现出卓越的性能,促进了植入物-骨接口的稳定性.
- 材料选择和MOE优化对于成功的牙科植入物即时加载至关重要.
