两种方案设计下支架材料对无牙上颌种植固定修复影响的有限元分析

陈圆圆; 王为; 赵璐; 安尼卡尔·安尼瓦尔; 尼加提·吐尔逊

doi:10.12307/2023.877

摘要：背景:在上颌无牙颌种植体支持式固定修复治疗中,上部支架结构材料的选择及不同远端种植体植入方式的设计密切影响着全口种植修复体的长期稳定性. 目的:采用三维有限元方法,综合研究3种材料的上部支架及2种固定种植设计方案对上颌种植固定修复生物力学的影响. 方法:根据1名健康成人正常颌的锥形束CT资料,采用 Mimics软件分离上颌骨及上颌牙列三维实体模型,利用Geomagic Studio软件结合具体的模型参数构建无牙上颌全牙弓种植固定义齿的三维有限元模型.依据上颌后牙区远中种植体植入方式设计的不同,建立两种方案模型:方案1,按照临床常规应用的"All-on-4"设计,即2个种植体垂直植入上颌骨的双侧侧切牙区,另2个种植体则倾斜30°植入到双侧第二前磨牙区;方案2,即2个种植体垂直植入上颌骨的侧切牙区,后牙区采用2个短植体垂直植入双侧第二前磨牙区;在两种方案设计中使用3种材料(钛、氧化锆及聚醚醚酮)分别对上部支架结构进行赋值,得到6个模型,随后对比分析在斜向加载力方向下种植体、周围骨组织及上部支架结构的生物力学效果. 结果与结论:①无论采用何种材料的上部支架,在两种无牙颌种植固定修复方案设计下,每个模型的最大应力峰值均分布于后侧种植体周围的颈部区域和皮质骨处;②与方案2中采用短种植体垂直植入的替代设计相比,方案1在上颌骨上显示出更为理想的应力分布;③由聚醚醚酮材料构建的支架模型,向上颌骨接近载荷区的种植体和周围骨组织传递了更高的应力,其次是钛、氧化锆;对于支架本身,聚醚醚酮上部支架内部应力峰值均明显小于氧化锆和钛支架;在3种上部支架材料中,选用氧化锆支架更有利于分散种植体及骨组织的应力分布;④结果提示,两种无牙颌种植固定修复设计方案都可以应用于临床实践,但从生物力学角度上考虑,方案1设计中的种植体、周围骨组织及上部支架的应力分散较为理性,更有利于无牙颌患者固定种植修复的远期预后;上部支架材料对种植体-骨界面的应力分布有着一定的影响.