种植体骨结合率对种植体固有频率影响的有限元分析
作者：汪昆，李德华，李玉龙，于敬宇，刘宝林【关键词】 牙种植体
Effects of bone contact rate on natural frequency of the dental implant
【Abstract】 AIM: To investigate the influence of bone contact rate (BCR) on the values of natural frequency of dental implants by 3dimensional finite element analysis. METHODS: Using the commercial code of SolidWorks, 3D models of cylindrical dental implant and mandibular bone segment were developed. After this 3D implantbone complex was meshed by ABAQUS software, the effects of BCR on the natural frequencies of the implant were computed. RESULTS: The natural frequency of implant increased from 23 960 Hz (BCR=0) to 25 886 Hz (BCR=100%) as the BCR increased. CONCLUSION: It is concluded that BCR plays a role in influencing the values of natural frequency of dental implants, but it is not the main influencing factor.
【Keywords】 dental implant；3dimensional finite element ； bone contact ratio；resonance frequency analysis
【摘要】 目的： 用有限元方法研究种植体骨结合率与种植体固有频率之间的关系. 方法： 建立牙种植体、局部下颌骨骨块三维立体有限元模型，利用ABAQUS有限元软件，分析不同等级骨结合率下种植体的固有频率. 结果： 随着骨结合率由0增加至100％，种植体固有频率相应从23 960 Hz增加到25 886 Hz. 结论： 种植体的骨结合率对其固有频率有一定影响，但并非主要影响因数.
【关键词】 牙种植体；三维有限元；种植体骨结合率；共振频率分析
0引言
牙种植体的稳定性是一种常用的临床检查指标，用以反映种植体骨愈合情况和指导种植体的.临床修复时机. 扪诊和Periotest方法是目前在临床中通常采用的种植体稳定性检测手段，由于存在灵敏度低、重复性差等问题，因此这两种方法的检测结果对临床指导意义不大. 作为评价种植体稳定性的最新技术，共振频率分析（resonance frequency analysis, RFA）表现出了很高的灵敏度且测量重复性好，它不仅可以反映种植体骨界面的愈合状态，而且可以反映种植体颈部骨吸收情况，这大大提高了它的应用价值［1-4］. 但是，如何正确解释RFA值的临床意义是该方法的一项重要研究课题. 目前尚未见关于种植体骨结合性质与RFA值之间的关系的报道，而这恰恰是RFA研究的一个关键问题. 因此，我们旨在运用有限元方法，研究不同骨结合率对种植体固有频率的影响，为进一步揭示RFA值的临床意义提供理论依据.
1材料和方法
1.1材料
个人用计算机：CPU2.8G，内存1.0G；软件：SolidWorks制图软件，ABAQUS有限元软件(HKS公司).
1.2方法
1.2.1绘制牙种植体、下颌骨骨块三维模型利用SolidWorks绘图软件，绘制出牙种植体和下颌骨局部骨块三维立体几何模型. 因为我们不研究种植体骨界面的力学指标，因此将螺纹型种植体简化为柱状面种植体. 种植体直径3.6 mm，长11.0 mm，上部基台简化为直径5.0 mm，高3.0 mm的圆柱体（Fig 1）；下颌骨立方骨块尺寸为10 mm（近远中）×15 mm（高度）×10 mm（颊舌向），立方体骨块4个外表面（颊舌面及上下面）画出1.2~1.6 mm厚密质骨层［2］，在骨块中央绘制出容纳种植体的种植窝（Fig 2）.
1.2.2装配实体模型和模型分元将生成的种植体、骨块模型文件导入ABAQUS有限元软件，装配种植体和骨块. 利用该软件自动划分功能进行种植体、局部骨块的单元划分，整个模型采用四面体单元划分.
1.2.3材料力学参数我们参照Huang等［2］的模型参数，模拟Ⅱ类骨质（Lekholm
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