DOI: 10.12307/2025.460
个性化Gyroid结构髁突假体设计及对关节盘的有限元分析
姜婷婷1
刘丹瑜1
姜至秀1
季俣辰1
曹怡琳1
宿玉成2
王心彧1
1.佳木斯大学,黑龙江省佳木斯市 154003;黑龙江省口腔生物材料与临床应用重点实验室,佳木斯大学口腔医学工程研究中心,佳木斯大学附属口腔医院,黑龙江省佳木斯市 1540072.黑龙江省口腔生物材料与临床应用重点实验室,佳木斯大学口腔医学工程研究中心,佳木斯大学附属口腔医院,黑龙江省佳木斯市 154007;中国医学科学院北京协和医院口腔种植中心,北京市 100032;北京瑞城口腔医院,北京口腔种植培训中心,北京市 100032
摘要：背景:人工髁突假体置换作为治疗颞下颌关节疾病的手术方式之一,不仅要恢复形态和功能,还要保证长期稳定的应用.
目的:设计个性化Gyroid结构髁突假体并进行有限元分析.
方法:通过软件设计不同壁厚(250,350,450,550,650,750 μm)的Gyroid结构试件,分别进行有限元模拟压缩实验,检测试件的弹性模量,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量相匹配且孔径满足成骨条件的Gyroid结构壁厚区间,对此区间进行细分并利用3D打印技术制作Gyroid结构试件,进行万能试验机力学压缩实验,通过弹性模量与抗压强度筛选符合下颌骨力学性能、孔径更易成骨且强度较小的Gyroid结构壁厚,进行后续实验.设计下颌骨个性化Gyroid结构髁突假体三维模型,分别模拟模型在自然咬合状态下对刃颌位、牙尖交错位的有限元分析.
结果与结论:①有限元分析结果显示,随着壁厚的增加,Gyroid结构试件的弹性模量升高,其中壁厚350,450,550,650,750 μm Gyroid结构试件的弹性模量与下颌骨松质骨弹性模量相匹配,由于后续实验需细分组别且550,650,750 μm壁厚组孔径(800-1 000 μm)在成骨范围内,故筛选出壁厚550,600,650,700,750 μm Gyroid结构试件进行万能试验机力学压缩实验;②力学压缩实验结果显示,随着壁厚的增加,Gyroid结构试件的弹性模量与抗压强度升高,其中壁厚550,600,650 μm Gyroid结构试件的弹性模量在下颌骨松质骨弹性模量范围内,最终选取壁厚650 μm、孔径900 μm进行下颌骨个性化Gyroid结构髁突假体三维模型构建;③下颌骨个性化Gyroid结构髁突假体三维模型有限元分析结果显示,对刃颌位关节盘应力主要集中在前中带下表面,牙尖交错位关节盘应力主要集中在下表面外侧,左右侧关节盘在对刃颌位、牙尖交错位的最大位移和等效应力相近,最大位移分别为0.031,0.030,0.028,0.018 mm,最大等效应力分别为2.87,2.30,2.73,1.71 MPa;④结果表明,壁厚650 μm Gyroid结构符合下颌骨力学性能,降低了钛合金强度、减轻了个性化Gyroid结构髁突假体对关节盘的损伤.
关键词：Gyroid结构壁厚髁突假体有限元分析关节盘颞下颌关节
分类号：R459.9(治疗学)R319(医用一般科学)R782.6(口腔颌面部外科学)
论文发表日期：2025-10-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 6003-6011 )
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