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可弯曲一体式种植体系统中不同倾斜角度及基台类型对All-on-4修复方案的生物力学影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月21日 来源:BMC Oral Health 2.6
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本研究针对All-on-4概念中可弯曲一体式种植体的生物力学性能展开分析,通过有限元法(FEM)评估了垂直/斜向载荷下不同种植体倾斜角度(17°、30°、45°)与基台连接方式(螺丝固位vs.粘接固位)对骨界面应力分布的影响。结果表明,粘接固位设计能显著降低种植体颈部及周围骨组织的应力峰值,尤其在高倾斜角度(45°)时效果更优,为临床选择低创伤修复方案提供了理论依据。
在口腔种植领域,如何平衡功能重建与生物力学稳定性始终是临床难题。传统All-on-4方案虽能规避植骨手术,但倾斜种植体带来的异常应力分布常导致机械并发症。更棘手的是,当使用一体式种植体时,常规角度校正方法失效,仅能通过弯曲颈部调整角度——这种操作会如何影响长期稳定性?缺乏系统性研究。
针对这一空白,伊斯坦布尔Yeni Yuzyil大学的研究团队在《BMC Oral Health》发表了一项开创性研究。他们采用临床真实场景建模,首次揭示了可弯曲一体式种植体在All-on-4方案中的生物力学规律。通过构建包含14mm悬臂的6种三维有限元模型(基于Visible Human Project的颌骨CT数据),模拟了垂直/斜向150N载荷下的应力响应。关键技术包括:高精度HU阈值分割皮质骨/松质骨、TET4单元网格优化(达300万元素)、非线性静态分析等。
应力在种植体周围骨组织的分布
皮质骨的最大主应力(Pmax)与最小主应力(Pmin)分布显示:后牙区种植体倾斜每增加15°,骨界面应力升高18-22%。45°倾斜时,螺丝固位模型的Pmax达14.483MPa(斜向载荷),是17°模型的59.5倍。粘接固位设计使同等条件下的应力降低37-41%。
种植体内部应力特征
Von Mises应力在后牙种植体颈部形成热点,45°倾斜时达108.568MPa(垂直载荷),超过前牙区2.5倍。值得注意的是,斜向载荷使前牙种植体应力增加26%,而垂直载荷对后牙区影响更显著。
修复体框架的力学行为
螺丝固位框架的应力集中现象尤为突出,峰值达75.297MPa,是粘接固位的3.8倍。后牙倾斜角度增加反而使框架应力降低9-12%,提示力学传导路径的改变。
这项研究颠覆了两个传统认知:首先,粘接固位在可弯曲系统中展现出独特的应力缓冲优势,其20μm水泥层能有效分散咬合力;其次,45°倾斜的一体式种植体虽产生较高骨界面应力,但仍远低于钛种植体屈服强度(550MPa),证实其临床可行性。研究为规避螺丝松动、边缘骨吸收等并发症提供了新思路——当必须使用高角度种植时,优先选择粘接固位设计可提升长期成功率。这些发现对颌骨严重萎缩患者的微创治疗具有重要指导价值。
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