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硬腭骨膜下种植体支持的赝复体修复无牙上颌骨缺损有限元模型的建立
目的:为种植赝复体设计,建立硬腭骨膜下种植体支持的赝复体修复无牙上颌骨缺损的三维有限元模型.方法:利用Mimics软件读取CT数据并初步构建颅上颌3D模型,经逆向工程软件Geomagic拟合模型生成非统一有理B样条曲面,Pro-E软件生成种植体,终在Ansys中编辑装配完成并进行材料赋值和网格划分.结果:获得了由225、073个单元,76、682个节点组成的具有较高几何和生物相似性的目标三维有限元模型.结论:根据CT数据联合运用Mimics,Geomagic,Pro-E和Ansys软件,可以建立满意的复杂三维有限元模型.
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Mimics辅助快速建立颅上颌复合体的三维有限元模型
背景:颅颌面部是骨骼系统中结构复杂、功能多样的的结构之一,要进行颅上颌骨复合体生物力学分析,就必须建立一个精准的三维有限元模型.目的:探索快速建立完整颅上颌复合体三维有限元模型的方法.方法:以牙列完整、咬合关系正常、磨牙为中性关系、牙周组织健康的成年志愿者作为建模素材.进行多层螺旋CT扫描,利用Mimics软件和MSC.Patran软件建立颅上颌复合体三维有限元模型.结果与结论:探索出一条快速建立颅上颌复合体三维有限元模型的新方法.建立了三维坐标系下的可以从任意角度观察的健康人颅上颌复合体三维重建生物医学模型和三维有限元模型,由76 035个节点和373 819个单元组成.该模型具有较好的几何相似性和力学相似性.
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含骨缝唇腭裂颅上颌有限元模型的建立及有效性验证
目的:利用CT原始数据建立一个包含骨缝的唇腭裂颅上颌复合体有限元模型,并对模型的有效性进行验证,为唇腭裂颅上颌相关的生物力学研究提供一个可靠的建模依据.方法:选择1例替牙期单侧唇腭裂(unilateral cleft lip and palate,UCLP)患者进行颅面部螺旋CT扫描,利用所得CT原始数据、三维重建软件Mimics和逆向工程软件Geomagic Studio建立一个颅上颌复合体的三维几何模型,再导入Solidworks三维CAD软件中,进行颅面部12条骨缝的切割和建模,后在自编软件中进行网格划分和赋予材料属性.模拟临床条件,在所建模型上施加上颌前牵引力,分析颅上颌各骨性结构的位移及骨缝应力分布情况,并与文献资料进行对比,验证模型的有效性.结果:建立了一个包含骨缝并具有生物力学特征的颅上颌复合体有限元模型,模型由206 753个单元和260 662个节点组成.模型的几何相似性和有效性好,可被用于相关的生物力学研究.结论:应用CT薄层扫描数据结合相关工程软件,是一种有效的建立含骨缝唇腭裂颅上颌有限元模型的方法.
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不同前方牵引力对颅上颌复合体影响的有限元分析
目的:建立并使用上颌发育不足三维有限元模型,研究不同前方牵引力值对颅上颌复合体的影响,以期为上颌前方牵引的临床应用提供理论依据.方法:选择1例9岁上颌发育不足的女性志愿者,采用螺旋CT扫描、数据传输与转录、Mimics10.0软件建立颅上颌复合体的三维有限元模型,利用ANSYS10.0软件,在上尖牙近中牙槽骨处加载与水平面呈向下30°的3～8N前方牵引力,分析颅上颌复合体的位移变化和内部应力分布.结果:不同力值下,N、A、ANS点在Y、Z向位移趋势一致,上颌骨向前上方移动;上牙弓后牙区近中向位移;随牵引力的增大,位移量及颅上颌复合体范式应力和大主应力也增大.当牵引力大于5N/侧时,各向位移及应力更显著.结论:上颌骨的前方牵引可产生颅上颌复合体的前上方向位移以及上牙弓缩窄.慎用>5N的牵引力.
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颅上颌复合体三维有限元模型的建立和初步应用
目的:建立生物相似性和力学相似性较高的颅上颌复合体三维有限元模型,为进一步分析颅上颌复合体的生物力学行为打下基础.方法:用螺旋CT断层扣描技术,ANSYS有限元软件等方法在计算机上建立颅上颌复合体三维有限元模型,对功能状念下颅上颌复合体应力分布进行分析.结果:建立了颅上颌复合体二维有限元模型;在正中咬合时,颅上颌复合体Von-Mises应力梨状孔侧缘尖牙支柱处为7.997 MPa、颧牙槽嵴支柱处为22.185 MPa、颧弓区为14.830 MPa,翼突处为32.959 MPa.结论:该方法建立的颅上颌复合体三维有限元模型,具有较好的生物相似性和力学相似性,可作为今后深入研究的原始模型;功能状态下,颅上颌复合体梨状孔侧缘尖牙支柱、颧牙槽嵴支柱、颧弓区、翼突处为应力较为集中的区域.
