修复上颌无牙颌不同种植体位置和数目的应力分析

陈建维

（重庆医科大学研究生院，重庆江北锦陈牙科诊所，重庆 400021）

近年来，越来越多的人员开始重视口腔健康，通过采取一定的口腔修复方法帮助患者恢复健康，解决口腔问题。牙齿缺失对患者正常生活影响较大，目前对牙齿缺失多采取种植牙修复方法，该方法使用率较高，但是部分患者治疗后出现种植体失败，种植体失败与较多因素有关。结合当前研究分析，种植体位置、种植体数目均可影响牙合力传导，致使部分患者种植体失败[1]。为明确修复上颌无牙颌不同种植体位置和数目的应力分布特点，从而更好地指导上颌无牙颌种植体修复，提高种植体成功率，本文结合我院2018.2—2019.2接诊上颌无牙颌需要实施种植体修复的20例患者，对其修复以及模型建立与分析资料报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

研究对象为2018.2—2019.2接诊上颌无牙颌需要实施种植体修复的20例患者，其中男性12例、女性8例，年龄：24岁～48岁、平均年龄（36.91±4.28）岁，前期检查可见患者均有较好的颌骨条件，下颌天然牙列，上颌种植固定义齿修复，所有患者在修复前常规建立模型并予以分析，主要参数：种植体长度13 mm、直径4.5 mm，有配套的计算机、CT机、三维建模程序、有限元分析软件、种植系统等等。

1.2 方法

建立三维模型，常规头面部锥形束CT扫描，检查区域从眶上缘上1 cm到下颌骨下缘，通过连续横断面扫查，获取数据直接存入计算机，经软件分析得到松质骨、皮质骨的轮廓线，通过三维建模程序完成结构图像重建，并导入参数，最终产生2个封闭NURBS曲面片模型，通过三维建模软件建立颌骨的实体模型。

依据国际牙科联盟FDI牙位表示法，在牙列缺失上颌建立模型，8颗种植体支持6种固定义齿三维有限元模型。模型建立完成后，通过有限元软件设置荷载，荷载施加方向垂直固定义齿右侧第一、二磨牙靠近中舌尖颊斜面位置，荷载与水平面角度约为30°，每牙外力150 N，荷载最大为300 N。

1.3 观察指标

观察不同模型种植体与义齿的应力变化。

2 结 果

不同模型种植体与义齿的应力变化见表1，结合表中数据，模型2 23种植体应力高于模型1；模型1、2附着体应力与其他部位差异较小；模型3 13、23种植体及其附着体应力较模型1、2更高，而模型3 11、21种植体应力相对于模型1 12、22种植体较小，模型3不同种植体之间的应力差异性较大。

表1 不同模型种植体与义齿的应力变化

3 讨 论

种植牙是在健康骨头上植入种植体，并于牙根上做牙冠，形成一个正常牙齿，改善患者牙齿缺失等问题，帮助患者恢复正常咀嚼功能，消除因牙齿缺失对面部美观产生的影响。

与一般种植牙相比，上颌无牙颌不同种植体修复难度较大，尤其是在种植体承受应力较大的情况下可引起颌骨吸收，造成种植体修复失败。种植体修复期间因有种植体的介入会使得整个修复体系产生侧向力，影响到种植体承载力[2]。

本研究中对上颌无牙颌不同种植体修复前采取建立模型方法，结合模型与数据分析，种植体应力会随着加载位置的靠近呈现出增加趋势，加载末端种植体颈部存在明显的应力集中问题，应力集中可增加骨组织吸收。建立的不同模型中，模型1应力较小，将种植体置于前牙区域，可促进种植体应力分散。种植体修复中需要尽可能减少悬臂长度，靠近悬臂位置需要适当增加种植体长度与直径，减少应力集中引起的种植体失败，保证种植体修复效果，改善患者预后。

金星学者分析了修复上颌无牙颌不同种植体位置对应的临床疗效，该学者将30例上颌无牙颌患者纳入研究，上颌种植固定义齿修复前均结合不同患者实际情况建模，共完成8颗种植体支持6种固定义齿三维有限元模型，称之为模型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，垂直加载300N应力。研究结果显示，模型Ⅱ23种植体应力是模型Ⅰ的三倍，模型Ⅰ、Ⅱ附着体、其他区域应力差不多，模型Ⅲ13、23种植体、附着体应力较模型Ⅰ、Ⅱ更高，模型Ⅰ12、22种植体应力高于模型Ⅲ11、21种植体，模型Ⅲ不同种植体应力差异较大，研究结论认为种植体位置排列会影响应力分布，通过分散种植体可实现对咬合力的有效分散，保证种植体受力均匀[3]。上述学者部分研究结论同本文高度一致。

靳志亨等[4]分析了种植体骨界面的应力状态对种植体周围骨细胞的影响，其研究中通过对模拟种植体植入后的有限元分析，评估种植体周围骨的应力状态，研究指出应力刺激会影响骨细胞的生物活性，适当的应力刺激可促进骨新陈代谢，促进骨形成以及骨愈合，随着时间的延长，这种刺激作用会逐渐减弱。施梦汝等[5]通过建立柱形与锥形种植体在不同种植深度的三维有限元模型，柱形锥形种植体在种植体-基台交界处出现应力集中问题，且增加种植体种植深度的情况下，种植体应力分布范围会加大，施加相同的应力荷载，锥形种植体应力分布小于柱形种植体，研究认为锥形种植体受应力现对于柱形种植体更小，种植过程中还需要合理控制深度，避免种植体深度过大。

综合本文与上述学者研究，种植体位置、数目、种植体形状、种植体种植深度等都会影响种植体受力分布以及种植体邻近骨愈合情况，后续应综合更多指标建模并予以分析。

综上所述，修复上颌无牙颌不同种植体位置和数目会影响应力分布，种植体分散程度越大，则咬合力可有效分散，改善应力集中问题，保证修复效果。