【關(guān)鍵詞】 微種植體； 應(yīng)力； 有限元

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2013.14.086

有限元分析法是利用有限元法進(jìn)行力學(xué)分析的方法，近年來(lái)大量用于口腔種植學(xué)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外各位學(xué)者對(duì)種植體在頜骨內(nèi)的受力情況采用有限元法進(jìn)行了大量研究，現(xiàn)將影響微種植體穩(wěn)定性的各種因素進(jìn)行綜述。

1 種植體表面形態(tài)對(duì)種植體骨界面應(yīng)力分布的影響

1.1 微種植體直徑和長(zhǎng)度的影響

1.1.1 直徑的影響 對(duì)于直徑的研究國(guó)內(nèi)外的學(xué)者的觀(guān)點(diǎn)不一致。Xi Ding等[1]分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)植體直徑由3.3 mm增大到4.1 mm時(shí)其所受的應(yīng)力減小明顯，認(rèn)為種植體直徑大于4.1 mm時(shí)較穩(wěn)定，臨床應(yīng)選擇大直徑的種植體。朱勝吉[2]發(fā)現(xiàn)微螺釘種植體的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)力分布影響不大，而微螺釘種植體的直徑對(duì)應(yīng)力分布有重要影響，增加直徑可降低應(yīng)力，有利于種植體穩(wěn)定性，提高微螺釘種植體的生存率。

1.1.2 長(zhǎng)度的影響 通常會(huì)認(rèn)為長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好，短的種植體會(huì)造成局部聚集更大的應(yīng)力分布，但是學(xué)者的研究并不全支持這種觀(guān)點(diǎn)。董福生等[3]研究了不同種植體長(zhǎng)度對(duì)骨界面應(yīng)力的影響，認(rèn)為增加種植體的長(zhǎng)度可以提高種植牙承受側(cè)向力的能力，提高穩(wěn)定性。王震東[4]分析了種植體所受的應(yīng)力，發(fā)現(xiàn)在植體在8 mm長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力值值最低，當(dāng)種植體長(zhǎng)度的增加或減小時(shí)，應(yīng)力值都會(huì)呈上升趨勢(shì)，認(rèn)為種植體長(zhǎng)度為8 mm是最理想的長(zhǎng)度。

1.2 螺紋的影響

1.2.1 螺紋形態(tài)的影響 孔亮[5]分析了l2種包含不同螺紋形態(tài)種植體的頜骨模型。發(fā)現(xiàn)反支撐螺紋為種植體的最佳螺紋設(shè)計(jì)選擇。Barbier[6]的研究認(rèn)為矩形螺紋設(shè)計(jì)的種植體能更好的傳遞垂直力，減小不利的應(yīng)力。Misch[7]認(rèn)為矩形設(shè)計(jì)的螺紋，可以大幅減少所受的應(yīng)力，其所受應(yīng)力為傳統(tǒng)V形螺紋的1/10，從而可以提高種植體的穩(wěn)定性及成功率。

1.2.2 螺距的影響 螺距分為可變螺距與不可變螺距，目前國(guó)內(nèi)外的研究大多集中于不變的螺距的研究，可變螺距的研究較少。馬攀[8]研究發(fā)現(xiàn)植體螺紋螺距、螺紋旋轉(zhuǎn)角度增加時(shí)，種植體的穩(wěn)定性減弱；螺紋密度增加時(shí)，穩(wěn)定性增加 [9]?？琢羀10]的研究認(rèn)為種植體的螺紋螺距主要影響松質(zhì)骨，螺距最佳設(shè)計(jì)應(yīng)不小于0.8 mm，但螺距也不宜過(guò)大。

2 植入方向及加載方向的影響

種植體在口腔內(nèi)的受力是復(fù)雜的，支抗種植釘由于使用的用途不同，而植入頰側(cè)、唇側(cè)、腭穹窿頂；種植體連冠修復(fù)時(shí)受力的角度也會(huì)不同。Costa等[11]認(rèn)為扭轉(zhuǎn)力對(duì)種植體的影響較大，影響其穩(wěn)定性。Clellandt 等[12]分析了種植體在0°、15°、20°時(shí)所受的應(yīng)力值，發(fā)現(xiàn)隨著角度的增大，所受應(yīng)力與應(yīng)變值也隨之增大。Dapavasilion[13]研究認(rèn)為加載方向影響應(yīng)力值的大小。垂直向向加載時(shí)應(yīng)力分布最小，斜向加載時(shí)種植體骨界面應(yīng)力被提高5～20倍。

3 骨質(zhì)條件及植體材料的影響

3.1 骨質(zhì)條件的影響 種植體要在口腔內(nèi)正常的行使功能，需要植體周?chē)己玫墓琴|(zhì)作保證。種植體周?chē)哔|(zhì)量的骨需要良好的適應(yīng)性改建，保持骨的密度，胡運(yùn)東等[14]研究發(fā)現(xiàn)種植體周?chē)墙M織發(fā)生少量的垂直吸收時(shí)，缺損深度對(duì)應(yīng)力的影響不大。康非吾等[15]認(rèn)為骨皮質(zhì)的厚度為2mm是影響種植體界面骨組織內(nèi)應(yīng)力分布的臨界值，當(dāng)小于2 mm時(shí)，隨骨皮質(zhì)的增厚應(yīng)力值變?。欢笥? mm時(shí)變化不明顯。

3.2 植體材料的影響 種植體式是力的主要載體，其彈性模量也影響種植體骨界面的應(yīng)力分布。Breme[16]建立了不同彈性模量的種植體模型，發(fā)現(xiàn)加載力相同，種植體的彈性模量接近下頜骨骨皮質(zhì)的彈性模量時(shí)，骨質(zhì)間所受應(yīng)力值最大。 Rieger等[17-18]對(duì)種植體形態(tài)和彈性模量的進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)彈性模量對(duì)種植體的影響不大，種植體形態(tài)影響更大些。彈性模量低時(shí)應(yīng)力集中于植體頸部，高時(shí)集中于根部。認(rèn)為選用中等彈性模量材料的種植體較為合適。 Gray等[19]研究認(rèn)為生物玻璃種植體具有較好的生物相容性適合作為植體材料。但Nishihara[20]認(rèn)為，影響種植體骨界面的應(yīng)力分布的主要是植體和頜骨的形態(tài)，種植體材料、彈性模量影響不大。

4 初始應(yīng)力的影響

種植體植入時(shí)通常孔的直徑小于植體的直徑，特別是自攻型微螺釘，擠壓入頜骨內(nèi)，會(huì)受到骨壁的壓力，常常會(huì)影響種植體的穩(wěn)定。骨松質(zhì)常發(fā)生進(jìn)行性吸收，種植體周?chē)奈崭鼮槌Ｒ?jiàn)，原因之一可能與加載在骨質(zhì)上的初始應(yīng)力的大小有關(guān)。國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究。武建潮等[21]研究認(rèn)為種植體植入時(shí)存在初始應(yīng)力，影響植體的穩(wěn)定性。種植體植入時(shí)存在對(duì)骨壁適當(dāng)?shù)膲毫色@得良好的的初期穩(wěn)定性和骨結(jié)合。在沒(méi)有外力的情況下，壓力主要來(lái)自種植體對(duì)骨組織的擠壓。

口腔內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，種植體骨界面的應(yīng)力受多種因素的影響，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、有限元技術(shù)的進(jìn)步使得研究其間的應(yīng)力變化變得方便、直觀(guān)，具有可操作性。有限元的分析方法盡管不能完全模擬種植體在口內(nèi)的環(huán)境及持續(xù)受力情況，但其簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、具有可重復(fù)性諸多優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)生物力學(xué)分析的重要方法。

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（收稿日期：2012-11-22） （本文編輯：車(chē)艷）

①山東省青島市膠州中心醫(yī)院 山東 青島 266300

②山東省昌邑市人民醫(yī)院

通訊作者：黃萬(wàn)濤