骨融合种植体

本从骨融合种植体的制作材料、骨内种植体界面形式、融合的生物学过程，骨融合形成和维持的条件、ＯＩＩ与骨组织及软组织界面、ＯＩＩ的临床应用等方面介绍了这类种植体。     

不同直径种植体对即刻负载种植体骨界面应力分布的影响

目的建立包含螺纹种植体的下颌骨三维有限元模型,分析不同直径种植体对即刻负载种植体骨界面应力、应变的影响。方法采用CT扫描和自主开发的USIS软件建立不同直径螺纹种植体即刻负载的三维有限元模型,用ANSYS软件分析直径为3.3、4.1、4.8mm的种植体,在垂直和颊舌向45o加载150N力时种植体骨界面的von Mises应力、应变值。结果垂直加载时,种植体骨界面的应力集中于颈部,应变集中于底部颊侧;三种直径种植体骨界面颈部的vonMises应力最大值分别为25、17.6、11.6MPa,应变最大值分别为1853、1303、1293με。颊舌向加载时,种植体骨界面的von Mises应力、应变值均明显增大,均主要集中于颈部舌侧;三种直径种植体骨界面颈部的von Mises应力最大值分别为131.1、78.7、68.1MPa,应变最大值分别为9622、5892和5816με。结论随直径的增大,种植体骨界面的应力、应变都呈下降趋势,以直径从3.3mm增大到4.1mm最为显著。认为采用即刻负载技术的螺纹种植体大小至少要4.1mm×10mm以上,而且要尽量避免受到非轴向力。     

TM种植体骨界面应力分布的有限元分析

背景：种植体形态是决定种植体骨界面应力分布的重要因素之一。探讨顺应人体正常颌骨解剖形态的TM种植体骨界面的应力分布特征对临床医生选择和设计种植体有指导意义。 目的：观察集中荷载作用下TM种植体及其周围骨组织应力分布的特征。 方法：通过逆向工程技术,将二维下颌骨CT图片转化为三维实体模型,并建立3种包含不同锥度的TM种植体真实下颌骨B/2类骨质的有限元模型,利用有限元技术研究两种加载方式下TM种植体骨界面应力分布特征。 结果与结论：垂直加载时,对于锥度较大的TM种植体周边密质骨承受较小的应力;斜向加载时,对于锥度较大的TM种植体周边密质骨和松质骨承受较大的应力;种植体颈部,密质骨上缘与种植体接触处和种植体底部松质骨出现明显应力集中现象,斜向荷载下种植体骨界面的应力分布显著高于垂直荷载下的应力分布。从1/2长度开始变化的TM种植体骨界面在垂直荷载下表现出较好的应力分布特征。     

锌对钛种植体骨融合的影响

背景：前期的研究结果表明,补锌能够提高种植体的骨愈合率以及固位强度。 目的：观察锌对种植体骨界面组织形态的影响。 方法：纳入成年雄性家兔40只,双侧胫骨近心端各置入1枚钛种植体,建立钛种植体动物模型,分为补锌组和对照组。补锌组动物肌注10 g/L硫酸锌,4 mg/kg,1次/d;对照组给予同剂量生理盐水。分别于术后1,2,4,8,12周处死动物,利用显微镜及扫描电镜观察种植体-骨界面组织形态。 结果与结论：补锌能够在钛种植体置入后1~4周内加速种植体-骨界面的新骨形成,促进种植体骨愈合。提示种植体置入后适量地补锌能够促进新骨形成,提高骨愈合的速度和质量。     

三维有限元分析角度基台对种植体骨界面应力分布的影响

目的采用三维有限元的方法,分析各种角度基台对种植体骨界面应力、应变分布的影响,为临床使用提供理论参考。方法采用CT薄层扫描,建立含种植体的下颌骨三维有限元模型。模拟咀嚼肌加载,用ALGOR软件分析直基台和10°、20°、30°角基台修复时,种植体骨界面应力、应变分布的不同。结果发用数值和图的形式显示综合应力、最大和最小主应变。直基台修复时,综合应力集中于种植体颈部骨皮质,种植体底部次之。随基台角度的增加,种植体骨界面综合应力、最大和最小主应变值均从集中于种植体颈部转移至底部。结论随基台角度的增加,种植体骨界面应力、应变均增大;30°角基台修复时,其应力、应变增大显著。     

种植体长度对即刻负载种植体骨界面生物力学分布的影响

目的　建立包含不同长度标准直径种植体的下颌骨三维有限元模型,分析不同长度种植体对即刻负载种植体骨界面应力应变分布的影响。方法　采用薄层CT扫描下颌骨和自主开发的USIS软件建立直径4.1mm不同长度螺纹种植体即刻负载的三维有限元模型,用ANSYS软件分析长度分别为6、8、10、12、14mm的种植体,在垂直和颊舌向45°加载150N力时种植体骨界面的von Mises应力、应变值。结果　随着种植体长度的增加,种植体骨界面的应力和应变值均呈下降趋势。垂直加载时,骨界面应力值在种植体长度从6mm增加到14mm分别下降14.9%、8.4%、11.3%和11.2%;其应变值分别下降23.4%、12.6%、12.7%和14.4%。颊舌向加载时,骨界面应力值在种植体长度从6mm增加到14mm分别下降19.23%、7.77%、5.2%和3%;其应变值分别下降18.2%、23.6%、10.5%和12.9%。种植体骨界面应力值在长度从6mm增加到8mm时下降最明显,尤其是颊舌向加载时。种植体骨界面应变值也是在长度从6mm增加到8mm及8mm增加到10mm时下降最明显。结论　种植体长度的增加能降低骨界面应力和应变值,呈负相关关系;但只在长度从6mm增加到8mm时应力值降低才较明显。这提示临床上尽量不要采用长度为6mm的种植体,并应适当地选择足够长度的种植体。     

不同植入扭矩对种植体骨界面生物力学特性的影响

目的探讨不同植入扭矩对种植体骨界面生物力学特性的影响。方法采用薄层CT扫描和自主开发的USIS软件建立包含种植体的即刻负载下颌骨三维有限元模型。采用ANSYS软件分析种植体在0、15、25 N.cm 3种植入扭矩下,垂直和颊舌向45°加载150 N力时种植体骨界面von Mises应力、应变值。结果垂直载荷时,3种植入扭矩下的种植体骨界面von Mises应力最大值分别为33.6、56.4和69.6 MPa,应变最大值分别为5 157、8 645、15 630με。颊舌向载荷时,3种植入扭矩下的种植体骨界面von Mises应力最大值分别为95.3、100.6和108.3 MPa,应变最大值分别为17 110、18 690、21 380με。结论种植体植入扭矩的增大会增加种植体骨界面的应力应变值,颊舌向载荷时比垂直载荷时增加明显缓慢。     

新型种植体骨界面Ⅰ型胶原的表达

背景：刘福祥教授自行设计的新型种植体在较短种植体长度上给出了较大骨接触面积,同时考虑到种植体的抗扭转能力、抗侧向力能力,种植体与骨弹性模量的匹配及加工和植入、修复的便易度。 目的：观察自主设计的新型种植体植入颌骨后种植体-骨界面Ⅰ型胶原的表达变化,探讨新型种植体与牙槽骨的骨结合能力。 方法：拔除成年狼犬双侧下颌前磨牙3个月后,于两侧拔牙位点牙槽骨分别植入新型种植体和圆柱状种植体各2枚。 结果与结论：随时间增加两组周围骨组织密度逐渐升高,新型种植体组圆盘结构间出现密度逐渐升高的影像组织。两组种植体-骨界面均有Ⅰ型胶原表达,均于术后4周达高峰,且新型种植体组术后2,4周Ⅰ型胶原平均灰度值均高于圆柱状种植体组(P < 0.05)。表明新型种植体植入颌骨后能够取得生物性成功,种植体-骨界面成骨较圆柱状种植体更快,更活跃,骨结合能力更强。     

功能梯度牙种植体三维有限元力学分析与结构优化

背景：将生物活性陶瓷与钛进行整体的梯度设计,从而能最大程度地起到增强种植体早期骨结合与长期稳定的作用。 目的：通过三维有限元方法分析功能梯度牙种植体生物力学特性。 方法：建立功能梯度牙种植体及部分颌骨三维有限元模型。整个功能梯度牙种植体从头部到底部的弹性模量梯度变化分别设计为线性、指数函数、对数函数变化3种情况,以钛种植体为对照组。在Abaqus软件中进行三维有限元应力分析。 结果与结论：与对照组相比,功能梯度牙种植体每一层面上及相应骨界面上的应力均有减小。从种植体头部到底部,种植体表面应力下降为3%~50%,骨界面上应力下降为10%~30%,均以指数函数变化组下降最为明显。提示功能梯度牙种植体的设计能减小种植体与骨界面之间的应力,尤以指数函数变化的设计方案更为明显。     

钙磷陶瓷涂层种植体—骨界面的成骨反应的定量实验研究

本文以恒河猴为实验对象,用未涂层纯钛种植体作为对照,用~(45)Ca示踪测定法及定量组织学方法研究两种生物玻璃陶瓷(MA_3)涂层种植体植入股骨后,种植体周围的骨盐沉积及新骨生长情况。结果表明:两种生物陶瓷涂层种植体的周围骨组织的钙盐沉积活跃期较未涂层者早,M-涂层种植体植入后1个月,其种植区的钙盐沉积程度就达到较高的水平。另外,在界面骨生长量方面,M-涂层植体的界面骨生长量在种植3个月内迅速增加,虽然A_4-涂层种植体的界面骨生长量在种植后3个月内高于未涂层者,但两者均通过3个月以后的继续增加,才接近于M-涂层种植体。     

CCH种植体界面成骨作用研究

采用碳纤维增强碳复合材料 ( C/ C)与羟基磷灰石 ( HA)制备新型种植体 ( CCH)。将其植入兔体颌骨、胫骨内 ,术后第 4、8、16周获取植骨界面样品 ,作骨界在的 OM、SEM分析 ,证实第 4周后 CCH已经与机体骨形成骨性结合 ;作 EDS分析表明植骨界面处有 Ca、P元素富集。结论 :CCH种植体界面成骨量大、新骨成熟时间短     

未负载种植体骨界面形态与元素动态改变相关实验研究

观察种植界面微区元素改变与种植界面形成的关系。建立并采用种植体动物模型,应用X线观察,组织学观察,扫描电镜观察以及电子探针X射线能谱分析方法对界面进行研究。X线平片,组织学观察及扫描电镜观察表明12周时,种植体界面已形成大量新生骨组织。钛合金种植体植入后,12周内,钙元素与磷元素逐渐增加并达到峰值,以后趋于平稳,钛元素含量在植入后2周较高,以后逐渐减少。种植体与机体组织之间只有极薄的一层纤维膜,已达到骨结合标准。钙元素与磷元素在骨结合界面形成过程中起主导作用,本研究使用的钛合金种植体在实验条件下植入后,短期内会释放游离离子,但不足以影响骨结合界面的形成。     

不同螺纹种植体修复下颌第一磨牙即刻负荷的初始稳定性比较

背景:螺纹结构的锥形种植体具有良好控制微动的能力,有利于即刻负荷,但有关双螺纹锥柱状和锥形柱状锥形种植体对即刻负荷后种植体-骨界面应力分布和初始稳定性的影响尚未见文献报道。目的:探讨双螺纹锥柱状和锥形柱状种植体在下颌磨牙区即刻负荷时对种植体及周围骨界面生物力学分布的影响。方法:①三维有限元分析:利用锥形束CT扫描1名志愿者下颌骨及第一磨牙,建立下颌骨基准模型,将双螺纹锥柱状和锥形柱状种植体分别与下颌骨模型组装,建立下颌第一磨牙即刻种植(或延期种植)即刻负荷种植体模型(共4组模型),对每个模型牙冠中央窝处分别加载轴向、舌颊45°向、近远中向、颊舌4个方向的载荷(100 N),利用三维有限元分析种植体位移和种植体-骨界面应力分布情况。②体外实验:在口腔种植机器人的辅助下,将双螺纹锥柱状和锥形柱状种植体分别植入相同的人工骨块上,建立种植体即刻种植(或延期种植)即刻负荷体外模型(共4组模型),用Osstell共振频率分析仪及配套的SmartPeg传感器测量前、后、左、右4个垂直方向的种植体稳定系数值,评估其初始稳定性,验证有限元分析结果。结果与结论:①延期种植即刻负荷时,锥形柱状种植体和双螺纹锥柱状种植体的位移相差较小,但锥形柱状种植体-骨界面最大应力值大于双螺纹锥柱状种植体-骨界面;即刻种植即刻负荷时,种植体周围骨的最大应力值和最大位移量均出现在近远中向施加载荷时,其中锥形柱状种植体应力值达到了298.84 MPa,最大位移量为0.31 mm,均大于双螺纹锥柱状种植体;②体外实验结果显示,双螺纹锥柱状种植体的种植体稳定系数值均大于锥形柱状种植体;③与锥形柱状种植体相比,双螺纹锥柱状种植体在即刻负荷时具有较高的初始稳定性,提示临床上即刻负荷时可优先考虑使用双螺纹锥柱状种植体。     

用电子探针X射线能谱分析法对口腔种植界面微区元素的动态检测

观察种植界面微区元素在种植界面形成中的作用。用电子探针X射线能谱分析方法对界面进行百分含量测定。结果表明,钛合金种植体植入后,12周内,钙元素与磷元素逐渐增加并达到峰值,以后趋于平稳,钛元素含量植入后2周较高,以后逐渐减少。种植体与机体组织之间只有极薄的一层纤维膜,已达到骨结合标准。钙元素与磷元素在骨结合界面形成过程中起主导作用,钛合金种植体植入后,短期内会释放游离离子,但不足以影响骨结合界面的形成。     

种植体结构改变对种植体-骨界面皮质骨区应力影响的三维有限元分析

背景：种植体-骨界面的生物力学效应是骨吸收重要的影响因素之一。模仿天然牙周膜的新结构种植体或可改善其界面应力的分布情况。 目的：探讨不同的咬合负载条件下,改变传统种植体内部结构对种植体-骨界面皮质骨区应力分布、峰值的影响,为新结构种植体的优化设计及临床应用提供理论依据。 方法：用Pro/ENGINEER软件建立新结构的种植体(模型A)与无螺纹的传统柱状种植体(模型B)的数字模型,采用Ansys软件分析在相同骨质及相同受力环境下种植体-骨界面皮质骨区应力峰值、应力带分布的变化规律。 结果与结论：垂直加载时,模型A在不同受力大小时应力峰值均较模型B降低17.54%;45°加载时,模型A应力峰值较模型B降低(2.59%),模型B的高应力区向颊侧集中趋势明显。咀嚼模拟加载时,模型A的应力峰值均较模型B低,其差值在施力方向与种植体轴向夹角(β)等于12°时最大(0.353 2 MPa),在β > 12°后逐渐减小;并且模型A在促进骨组织生长最适应力峰值、维持骨组织健康应力峰值两个量化指标中,均比模型B适用角度范围大(A：0°-28°,0°-58°;B：0°-24°,0°-56°)。提示优化设计种植体结构的改变可改善种植体-骨界面皮质骨区的应力分布,降低应力峰值,可在更大范围内降低骨皮质吸收的风险。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

分析植入无牙弓用作固定修复体锚基的356个翼突上颌种植体

上颌后部是ＯＩＩ治疗最为困难和问题较多的口腔内区域。对于种植体放置而言，上颌后四分之一的解剖有许多限制，如骨质较差，骨量较少，手术径路窄等。本文报告植入１８９例患者（男６７例、女１２２例，年龄２８～９１岁，平无６０岁）无牙上颌１８１７个种植体中３５６个植入翼突上颌区的情况。全部采用Ｂｒａｎｅ－ｍａｒｋ体系种植体，主要采用标准直径（３．７５ｍｍ）的标准型种植体，长７～２０ｍｍ，共２９８个，占总数的８３．７％，自攻型种植体长１０～１８ｍｍ，１１个，占３％。宽直径（４．０ｍｍ，５．０ｍｍ）种植体长６～…     

直流电刺激钛种植体的实验研究

牙种植的成败,本质上取决于种植体—骨组织界面的反应。本研究的目的为探讨持续小量直流电刺激(15μA),作用于种植体对界面的影响。结果表明:界面区新骨形成的量及速度,电刺激组明显优于对照组,电刺激可明显促进新骨形成,本实验也同时证明钛种植体本身可直接做为刺激电极,电刺激种植体可望成为加速界面骨形成,从而缩短骨愈合时间的一种手段。     

山羊胫骨植入体骨整合生物力学有限元分析

为了进一步研究力学环境对骨整合的影响,建立了与山羊胫骨植入体骨整合动物实验模型相对应的三维有限元模型.种植体模型是在CAD软件Pro/E中建立的螺旋锥状种植体,并导入有限元分析软件Ansys中按螺旋状模式进行计算.骨的模型是在Ansys中根据动物实验中胫骨的实际尺寸建立的理想模型.有限元分析中考察了骨-种植体界面在三种不同载荷-轴向载荷、横向载荷和扭矩作用下的应力分布.分析结果表明骨-种植体界面应力分布无论在整体上还是在局部上都有一定规律,另外应力分布还和骨质有关.     

钛及金刚石涂膜材料颌骨内种植骨界面的超微结构观察

为研究金刚石涂膜作为种植材料在人体内的生物相容性 ,本文将纯钛、金刚石涂膜、不锈钢三种种植材料分别植入鼠下颌骨内 ,通过光镜和扫描电镜 ,观察界面骨形成情况。结果表明 :金刚石涂膜种植体界面的新骨生成启动早 ,植入后四周界面骨结合量明显高于纯钛和不锈钢种植体 ,九周时金刚石涂膜和钛骨界面已与正常骨结构相似 ,充分达到了骨整合。将金钢石涂膜种植体应用于临床 ,可望缩短种植后的无负荷期 ,使患者能早日镶复义齿。不锈钢种植材料不适于临床种植应用     

不同骨缺损类型牙种植体的三维有限元分析

目的研究动态加载下不同骨缺损类型对种植体-骨整合界面、天然骨与Bio-oss成骨结合界面应力分布的影响。方法应用ANSYS软件,建立第1磨牙缺失并伴有不同类型骨缺损(旁穿型、裂开型、环型、垂直型)的4种模型,并建立各模型对应的植骨块和种植体模型,以200 N垂直载荷及100 N斜向载荷分别模拟咀嚼周期中5个阶段的动态受力过程,分析各组织结合界面应力分布情况。结果 4类骨缺损模型在一个咀嚼周期中,从第2到第4阶段,种植体-骨整合界面应力增幅依次为81.6%、90.7%、106%、182%,Bio-oss成骨与天然骨结合界面应力增幅依次为26%、13%、6%、56%。结论 4类模型的植骨稳定性为:环型骨缺损裂开型骨缺损旁穿型骨缺损垂直型骨缺损,在临床上种植医师应根据其植骨部位甄别出植骨高风险患者,治疗时应为骨植入材料选择不同的固定方式,最终提高植骨稳定性;垂直载荷更有利于各组织结合界面的应力分布状况,在临床设计种植义齿上部结构时应尽量减小或避免斜向载荷。