国内外学者围绕着何种形态结构的种植体才具有最佳的生物力学效应做了较多研究,大部分学者倾向于选择螺纹型种植体[13]。与传统的柱状种植体相比,螺纹型种植体具有机械锁结固位作用、表面积大的特点,有利于骨愈合。对已发生骨结合的种植体,螺纹设计能将轴向的拉或压应力载荷,通过螺纹斜面以压应力方式传递到周围骨质,有利于骨结合界面的长期维持稳定[4]。Hurson等对螺纹种植体进行了工程力学分析,系统阐述了螺纹设计原则、材料强度、力学疲劳分析并提出了螺纹的设计标准[5]。兰则栋等认为刃状螺纹种植体的骨界面应力最小,刃状螺纹型种植体比较适合做口腔支抗种植体[6]。研究表明,种植体的螺纹形态对种植体骨界面应力分布有较大的影响。以往的研究多以牙种植体作为研究对象,牙种植体的直径3~5 mm、长度7~18 mm,微小种植体临床应用直径一般在1.2~2.3 mm、长度5~14 mm,两者在直径上存在巨大差异,在载荷方面牙种植体承载的是咀嚼力,力值较大,而微小种植体多为持续水平向力和斜向力,力值较小。
本组结果提示,随着微小种植体螺纹深度的增大,种植体的VonMises应力峰值未呈明显的线性递增趋势。但最大应力峰值与最小应力峰值相差1.296倍,说明不同的螺纹深度对微小种植体骨界面VonMises应力有影响。以螺纹深度0.2 mm种植体的VonMises应力峰值为最低。随着微小种植体螺纹深度的增大,种植体的位移峰值未呈明显的线性递增趋势,但最大位移峰值与最小位移峰值相差1.17倍,说明螺纹深度的不同对微小种植体骨界面位移值有影响。以螺纹深度0.2 mm的位移峰值为最低点。临床上种植体松动、脱落是种植失败的常见结果。微小种植体与牙种植体相比种植失败最大的不同是折断,这是由于微小种植体体积小,应力集中所造成的。从机械力学的角度来看,微小种植体在直径不变的情况下,随着种植体螺纹深度的增大,种植体的内径将减少,其抗折性就减小。从实验结果上看,微小种植体螺纹深度的改变对微小种植体骨界面VonMises应力值和位移值有影响。由此可见无论从生物力学还是从机械力学的角度上看,临床上不宜选用螺纹深度过大的微小种植体。但螺纹深度过小种植体应力和位移也会增加,而且也减少了螺纹种植体与骨组织的机械固位作用。本实验表明,不同螺纹深度微小种植体在150 g正畸力作用下,微小种植体VonMises应力及位移的分布均集中于种植体颈部骨皮质区,种植体的VonMises应力值及位移值均较小,螺纹深度为0.2 mm的微小种植体的VonMises应力峰值和位移峰值最小,具有较好生物力学特性。
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