修復上頜無牙頜不同種植體位置和數目的應力分析

陳建維

（重慶醫科大學研究生院，重慶江北錦陳牙科診所，重慶 400021）

近年來，越來越多的人員開始重視口腔健康，通過采取一定的口腔修復方法幫助患者恢復健康，解決口腔問題。牙齒缺失對患者正常生活影響較大，目前對牙齒缺失多采取種植牙修復方法，該方法使用率較高，但是部分患者治療后出現種植體失敗，種植體失敗與較多因素有關。結合當前研究分析，種植體位置、種植體數目均可影響牙合力傳導，致使部分患者種植體失敗[1]。為明確修復上頜無牙頜不同種植體位置和數目的應力分布特點，從而更好地指導上頜無牙頜種植體修復，提高種植體成功率，本文結合我院2018.2—2019.2接診上頜無牙頜需要實施種植體修復的20例患者，對其修復以及模型建立與分析資料報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象為2018.2—2019.2接診上頜無牙頜需要實施種植體修復的20例患者，其中男性12例、女性8例，年齡：24歲～48歲、平均年齡（36.91±4.28）歲，前期檢查可見患者均有較好的頜骨條件，下頜天然牙列，上頜種植固定義齒修復，所有患者在修復前常規建立模型并予以分析，主要參數：種植體長度13 mm、直徑4.5 mm，有配套的計算機、CT機、三維建模程序、有限元分析軟件、種植系統等等。

1.2 方法

建立三維模型，常規頭面部錐形束CT掃描，檢查區域從眶上緣上1 cm到下頜骨下緣，通過連續橫斷面掃查，獲取數據直接存入計算機，經軟件分析得到松質骨、皮質骨的輪廓線，通過三維建模程序完成結構圖像重建，并導入參數，最終產生2個封閉NURBS曲面片模型，通過三維建模軟件建立頜骨的實體模型。

依據國際牙科聯盟FDI牙位表示法，在牙列缺失上頜建立模型，8顆種植體支持6種固定義齒三維有限元模型。模型建立完成后，通過有限元軟件設置荷載，荷載施加方向垂直固定義齒右側第一、二磨牙靠近中舌尖頰斜面位置，荷載與水平面角度約為30°，每牙外力150 N，荷載最大為300 N。

1.3 觀察指標

觀察不同模型種植體與義齒的應力變化。

2 結 果

不同模型種植體與義齒的應力變化見表1，結合表中數據，模型2 23種植體應力高于模型1；模型1、2附著體應力與其他部位差異較小；模型3 13、23種植體及其附著體應力較模型1、2更高，而模型3 11、21種植體應力相對于模型1 12、22種植體較小，模型3不同種植體之間的應力差異性較大。

表1 不同模型種植體與義齒的應力變化

3 討 論

種植牙是在健康骨頭上植入種植體，并于牙根上做牙冠，形成一個正常牙齒，改善患者牙齒缺失等問題，幫助患者恢復正常咀嚼功能，消除因牙齒缺失對面部美觀產生的影響。

與一般種植牙相比，上頜無牙頜不同種植體修復難度較大，尤其是在種植體承受應力較大的情況下可引起頜骨吸收，造成種植體修復失敗。種植體修復期間因有種植體的介入會使得整個修復體系產生側向力，影響到種植體承載力[2]。

本研究中對上頜無牙頜不同種植體修復前采取建立模型方法，結合模型與數據分析，種植體應力會隨著加載位置的靠近呈現出增加趨勢，加載末端種植體頸部存在明顯的應力集中問題，應力集中可增加骨組織吸收。建立的不同模型中，模型1應力較小，將種植體置于前牙區域，可促進種植體應力分散。種植體修復中需要盡可能減少懸臂長度，靠近懸臂位置需要適當增加種植體長度與直徑，減少應力集中引起的種植體失敗，保證種植體修復效果，改善患者預后。

金星學者分析了修復上頜無牙頜不同種植體位置對應的臨床療效，該學者將30例上頜無牙頜患者納入研究，上頜種植固定義齒修復前均結合不同患者實際情況建模，共完成8顆種植體支持6種固定義齒三維有限元模型，稱之為模型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，垂直加載300N應力。研究結果顯示，模型Ⅱ23種植體應力是模型Ⅰ的三倍，模型Ⅰ、Ⅱ附著體、其他區域應力差不多，模型Ⅲ13、23種植體、附著體應力較模型Ⅰ、Ⅱ更高，模型Ⅰ12、22種植體應力高于模型Ⅲ11、21種植體，模型Ⅲ不同種植體應力差異較大，研究結論認為種植體位置排列會影響應力分布，通過分散種植體可實現對咬合力的有效分散，保證種植體受力均勻[3]。上述學者部分研究結論同本文高度一致。

靳志亨等[4]分析了種植體骨界面的應力狀態對種植體周圍骨細胞的影響，其研究中通過對模擬種植體植入后的有限元分析，評估種植體周圍骨的應力狀態，研究指出應力刺激會影響骨細胞的生物活性，適當的應力刺激可促進骨新陳代謝，促進骨形成以及骨愈合，隨著時間的延長，這種刺激作用會逐漸減弱。施夢汝等[5]通過建立柱形與錐形種植體在不同種植深度的三維有限元模型，柱形錐形種植體在種植體-基臺交界處出現應力集中問題，且增加種植體種植深度的情況下，種植體應力分布范圍會加大，施加相同的應力荷載，錐形種植體應力分布小于柱形種植體，研究認為錐形種植體受應力現對于柱形種植體更小，種植過程中還需要合理控制深度，避免種植體深度過大。

綜合本文與上述學者研究，種植體位置、數目、種植體形狀、種植體種植深度等都會影響種植體受力分布以及種植體鄰近骨愈合情況，后續應綜合更多指標建模并予以分析。

綜上所述，修復上頜無牙頜不同種植體位置和數目會影響應力分布，種植體分散程度越大，則咬合力可有效分散，改善應力集中問題，保證修復效果。