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齿科种植体的稳定性是评价种植成功率的重要指标之一,提高种植体的长期稳定性成为这类器械发展的关键。目前关于种植体稳定性主要存在的问题包括:(1)种植体-连接螺丝界面、基台-连接螺丝界面预紧力不足,导致连接螺丝松动、不能行使正常功能,进而促进连接螺丝折断;(2)种植体-基台界面的微间隙过大,导致过大微动以及微渗漏的发生,进而造成组织炎症、骨吸收等。
本文在各机械连接面均为摩擦接触的条件下,通过有限元方法对种植体系统的稳定性进行了一系列分析。首先,根据种植体的动态疲劳试验标准(BS EN ISO14801:2016)明确种植体疲劳加载最坏条件,建立了不同轴向角度的三维实体模型(包括直基台种植体系统和角度基台种植体系统),研究了种植体方向轴向植入角度对种植体系统的影响。然后,在该基础上,针对相同拧紧力矩和相同预紧力两个方面分析了不同摩擦系数对连接螺丝的影响。此外,本文还对种植体系统的微间隙值和微动值进行了模拟,并且研究了摩擦系数对微间隙的影响规律。最后,根据“YY0315-2016:钛及钛合金牙种植体”自行设计了扭矩测试平台,对不同摩擦系数连接螺丝的拧紧、旋松扭矩进行了测量,并对种植体的稳定性做了评价。
本文研究的主要结论有:(1)一般(直基台)种植体系统,当基台的键槽在最下方,并且基台倒角在最上方时是最危险的情况;角度基台种植体系统分析结果表明该种植体系统角度基台的键槽结构位置对该系统的最大等效应力值无明显影响;(2)相同拧紧力矩下,发现摩擦系数在0.4~0.5之间时连接螺丝出现了一个较小的应力值(特别是0.45附近),该值可能会使种植体系统更稳定;相同预紧力下,发现随着摩擦系数的增加,连接螺丝的最大应力值下降,接触摩擦应力增加,说明摩擦应力有减小连接螺丝应力作用;(3)研究发现静载荷与动载荷的最大微间隙值相差不大,但微动值动载荷明显小于静载荷。另外,摩擦系数的增加会使预紧力下降,导致微间隙的增加;(4)连接螺丝扭矩试验表明,普通连接螺丝的旋松/拧紧扭矩比值要高于经过渗氮处理后的连接螺丝。可能是渗氮处理降低了连接螺丝表面的摩擦系数,导致其旋松/拧紧比例降低,导致种植体系统的稳定性降低。
本文在各机械连接面均为摩擦接触的条件下,通过有限元方法对种植体系统的稳定性进行了一系列分析。首先,根据种植体的动态疲劳试验标准(BS EN ISO14801:2016)明确种植体疲劳加载最坏条件,建立了不同轴向角度的三维实体模型(包括直基台种植体系统和角度基台种植体系统),研究了种植体方向轴向植入角度对种植体系统的影响。然后,在该基础上,针对相同拧紧力矩和相同预紧力两个方面分析了不同摩擦系数对连接螺丝的影响。此外,本文还对种植体系统的微间隙值和微动值进行了模拟,并且研究了摩擦系数对微间隙的影响规律。最后,根据“YY0315-2016:钛及钛合金牙种植体”自行设计了扭矩测试平台,对不同摩擦系数连接螺丝的拧紧、旋松扭矩进行了测量,并对种植体的稳定性做了评价。
本文研究的主要结论有:(1)一般(直基台)种植体系统,当基台的键槽在最下方,并且基台倒角在最上方时是最危险的情况;角度基台种植体系统分析结果表明该种植体系统角度基台的键槽结构位置对该系统的最大等效应力值无明显影响;(2)相同拧紧力矩下,发现摩擦系数在0.4~0.5之间时连接螺丝出现了一个较小的应力值(特别是0.45附近),该值可能会使种植体系统更稳定;相同预紧力下,发现随着摩擦系数的增加,连接螺丝的最大应力值下降,接触摩擦应力增加,说明摩擦应力有减小连接螺丝应力作用;(3)研究发现静载荷与动载荷的最大微间隙值相差不大,但微动值动载荷明显小于静载荷。另外,摩擦系数的增加会使预紧力下降,导致微间隙的增加;(4)连接螺丝扭矩试验表明,普通连接螺丝的旋松/拧紧扭矩比值要高于经过渗氮处理后的连接螺丝。可能是渗氮处理降低了连接螺丝表面的摩擦系数,导致其旋松/拧紧比例降低,导致种植体系统的稳定性降低。