上颌中切牙种植盾构术中不同根盾片厚度的有限元分析OA北大核心

背景:口腔种植盾构术有效维持了唇侧软硬组织,但术后根盾片暴露、移位等并发症发生率较高,推测种植牙长期行使功能后根盾片可能受到了过大负载而导致其暴露及移位。目的:通过三维有限元法,探讨正常咬合下不同根盾片厚度对根盾片、牙周膜、种植体及周围牙槽骨应力分布、应力峰值、位移等的影响,分析不同根盾片厚度与根盾片暴露、移位及折裂发生的力学相关性。方法:在数据库中选取1例符合上颌中切牙种植盾构术适应证患者的锥形束CT资料,通过逆向建模技术构建上颌骨和根盾片模型,根据种植体相关部件参数,通过正向建模技术构建种植体相关部件模型。将各模型导入Solidworks 2022软件,根盾片厚度分别设为0.5,1.0,1.5,2.0 mm。使用ANSYS Workbench 2021软件模拟分析正常咬合情况下各模型中根盾片、牙周膜、种植体及周围牙槽骨的应力分布、应力峰值、位移情况。结果与结论:(1)各组模型中根盾片的应力集中于腭侧颈部、两侧边缘与唇侧下缘,随着根盾片厚度的增加,模型中根盾片的等效应力峰值及位移呈下降趋势,厚度0.5 mm组模型中根盾片的等效应力峰值达到176.20 MPa,超过了牙体组织屈服强度150 MPa;(2)各组模型中牙周膜应力集中于颈部边缘及上部区域,随着根盾片厚度的增加,模型中牙周膜的等效应力峰值及位移呈下降趋势;(3)各组模型中种植体应力集中于种植体颈部与种植体-修复基台连接处,唇侧均较腭侧集中,随着根盾片厚度的增加,模型中种植体的等效应力峰值呈上升趋势;(4)各组模型中皮质骨应力主要集中于种植体颈部周围和根盾片下缘周围,唇侧较腭侧集中,随着根盾片厚度增加,模型中根盾片周围骨的等效应力峰值呈降低趋势,种植体颈部周围骨的等效应力峰值呈上升趋势;模型中松质骨的应力主要集中于种植体唇侧颈部周围、螺纹顶端、根尖部和根盾片下缘周围,唇侧较腭侧集中,随着根盾片厚度增加,模型中根盾片周围骨的等效应力峰值呈降低趋势;各组模型中皮质骨的最小主应力集中于种植体颈部周围,呈扇形分布,随着根盾片厚度的增加,皮质骨的最小主应力呈上升趋势;(5)结果显示不同根盾片厚度对盾构术系统产生了不同的生物力学影响,0.5 mm厚的根盾片易出现根盾片折裂,对于骨宽度充足的患者,2.0 mm厚根盾片是一个能降低根盾片暴露、折裂、移位并发症风险的选择,同时预备过程中应注意保护牙周膜,对根盾片两侧及下缘作圆顿处理。