生物机械优化人类咬伤使用基于有限元素方法的数值分析.
Maribel González-Martín1, Paula Hermida-Cabrera1, Aida Gutiérrez-Corrales1
1Departamento de Estomatología, Facultad de Odontología, Universidad de Sevilla, C/Avicena S/N, 41009 Sevilla, Spain.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|February 25, 2025
概括
一个新的有限元模型 (FEM) 准确地分析牙假肢中咬伤力和应力分布. 这种经过验证的框架可以改善假牙的设计,减少并发症并改善患者的治疗结果.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 生物力学 生物力学
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 准确的生物机械咬伤分析对于牙科假肢设计至关重要.
- 现有的有限元素方法 (FEM) 模型由于简化的几何形状和材料特性,往往缺乏准确性.
研究的目的:
- 开发和验证一种高分辨率的FEM模型,用于分析关力和骨压力分布.
- 为评估牙科假肢和优化未来设计提供一个强大的框架.
主要方法:
- 使用Abaqus软件创建了一个详细的FEM模型,包含下和大骨的3D扫描几何形状.
- 该模型包括皮层和无骨性质,以及基于实验数据的模拟咬伤力.
- 用可灵活的连接器对交互进行了分析,分析了闭合力和压力状态.
主要成果:
- FEM模型包括168万个元素,其中关键区域的网格为1-1.5毫米.
- 模拟的牙咬力与临床试验数据保持一致.
- 大骨的最大主应力保持在±5 MPa以下,证实了模型的强度.
结论:
- 开发的FEM模型提供了一种准确和验证的方法,用于分析假牙的闭合力分布.
- 这种方法可以评估复杂的假肢设计及其生物力学影响.
- 高分辨率FEM与临床数据的整合构成了恢复性牙科预测工具的基础.


