优化Bicon短种植体在II类骨后牙区植入的有限元分析与疲劳安全性研究

本研究针对后牙区骨吸收导致的种植修复难题，通过建立8种不同尺寸Bicon短种植体(4.5-6mm直径×5-8mm长度)的3D有限元模型，结合静态(100N垂直/50N斜向载荷)和动态(109次咀嚼循环)力学分析，发现6×5mm种植体在II类骨下颌后牙区具有最优应力分布和疲劳安全系数(SF=1.72)，为短种植体的临床应用提供了重要生物力学依据。

　　

在口腔种植领域，后牙区骨量不足始终是临床医生面临的棘手难题。随着牙齿缺失后牙槽骨的渐进性吸收，传统解决方案往往需要进行复杂的骨增量手术，这不仅增加患者痛苦和治疗成本，还延长了康复周期。而短种植体的出现为这一困境提供了新思路，但围绕其生物力学性能的争议从未停止——反对者质疑其成功率、冠种植体比(CIR)带来的机械风险以及边缘骨吸收问题，支持者则强调大量研究显示其存活率与标准长度种植体相当。这场学术争论的核心在于：短种植体能否在有限骨量条件下长期承受复杂的咀嚼力？

浙江中医药大学口腔医学院的研究团队通过创新的有限元分析方法，对Bicon短种植体系统进行了全面评估。研究建立了8种不同尺寸(4.5/5/6mm直径×5/6/8mm长度)的3D模型，模拟II类骨条件下下颌后牙区的力学环境。论文发表在《BMC Oral Health》期刊，为短种植体的优化选择提供了科学依据。

研究采用三大关键技术：1)基于Bicon厂商数据的种植体-修复体系统逆向建模；2)包含皮质骨(2mm厚)和松质骨的II类骨块建模；3)结合静态(垂直100N/斜向50N)和动态(模拟10⁹次咀嚼循环)载荷的有限元分析。通过von Mises应力评估和Goodman修正计算疲劳安全系数(SF)，系统比较了不同尺寸种植体的生物力学表现。

应力分布特征分析
静态载荷显示应力集中出现在四个关键区域：种植冠咬合面、冠-基台界面、基台半球形基底下方区域，以及种植体-骨接触面。斜向加载时基台应力峰值达148.07MPa(6×5mm种植体)，是垂直载荷的5倍，揭示基台-种植体连接处是最脆弱环节。

动态疲劳性能验证
经历10⁹次循环后，所有种植体的安全系数(SF)均>1(范围1.72-2.37)，其中6×5mm种植体表现最优(SF=1.72)。疲劳损伤主要累积在基台半球形基底与种植体接触区域，该区域SF值最低(0-5范围)，印证了静态分析发现的应力集中区。

尺寸优化结论
综合静态和动态分析，6×5mm Bicon短种植体在II类骨下颌后牙区展现出最佳生物力学特性：1)基台特殊鳍式设计有效分散咬合力；2)较短的5mm长度减少骨量需求；3)6mm直径提供足够支撑面积。该尺寸种植体在理论上无限次咀嚼循环后仍保持结构完整性。

这项研究的意义在于：首次通过有限元方法系统评估了Bicon短种植体的长期疲劳性能，破解了"短种植体机械强度不足"的认识误区。为临床医生提供了明确的尺寸选择依据——在骨量有限的下颌后牙区，6×5mm短种植体可成为标准长度种植体的可靠替代方案。同时提示制造商应重点优化基台-种植体连接处的几何设计，而临床操作中需严格控制咬合力方向和冠部形态，以延长修复体使用寿命。