种植义齿设计的生物力学原则.ppt

口腔种植科范震,种植义齿设计的生物力学原则,是采用理论力学和材料力学的方法,来研究生物体的力学问题,即生命组织的材料力学性质,生物体受力状况,受力后的运动,变形、破坏等物理变化,以及生长发育代谢等生物变化。,生物力学(Biomechanics),生物力学相容性(BiomechanicalCompatibility),种植体要有足够强度，在承受功能载荷时，保证不发生严重变形或断裂破坏。种植体在行使功能时，所产生的应力传递要避免骨废用性萎缩。种植体对周围骨产生的应力传递不能超过生理限度，防止骨创伤造成骨吸收或骨折。,作用于种植义齿的主动力：(1)咀嚼力(2)软组织颊唇舌作用力(3)重力和气流压力,种植义齿受力后，内部也要产生应力和应变。种植义齿系统包括颌骨可视为一复杂构件，受力后每一部分之间应力分布都不同。当某一处应力水平高于该处材料强度极限时，该处就要发生结构破坏。可能是发生在冠桥部分的破裂。也可能是上部结构与基桩间分离，还可能是种植体断裂，或种植体界面破坏而种植体松动等。当不能控制外力因素时，通过构件的设计，几何结构变化，和选用的材料改变，可改变应力大小及分布。,种植体周围骨代谢的力学因素,力学因素影响种植体周骨代谢：种植体植入后，种植体窝洞骨创愈合过程。承受载荷后，周围骨组织的适应性反应。承受载荷后，周围骨组织的骨创伤反应。,种植区骨愈合过程中的力学因素,种植窝愈合机制与骨折愈合机制相同。骨折愈合需要固定断端制动一样，若种植体与骨壁之间产生相对运动，将阻碍骨痂形成，影响骨愈合。,种植体周围骨的适应性反应,种植体周围骨改建与力学因素有直接联系。骨改建：机体的骨组织在一生中不断地进行骨的新生增强和吸收萎缩，从而使骨组织和解剖结构发生变化的现象。,Wolff定律：骨和骨组织结构是生物进化中形成的，符合最优化设计原则，即趋向于用最小结构材料承受最大外力。骨改建是维持这一优化设计，即在应力较高的区域通过骨的新生使结构增强，在应力低的区域又通过骨的吸收萎缩而使结构减弱。,种植体引起周围骨应力分布变化,则会引起骨改建活动。,陈安玉等(1989)用生物活性陶瓷作拔牙后牙槽窝立即埋置术,说明就是完全埋植在骨内的种植体,也要影响骨的重建活动。,种植体为不同于骨组织刚性材料,当颌骨受力后,种植体材料变形不同于骨组织引起界面应力而刺激骨增强。,界面骨增强到一定时侯就停止,因此过长的无负荷愈合期是没有意义的。,Brinkmann(1980)观察一些临床成功的种植体,50%有致密层状骨包绕种植牙根。Branemark(1983)对行使功能6年后的尸解种植牙标本观察时,亦看到种植体周骨质明显增生。,骨性结合的种植体在负荷后骨改建的结果,使其在修复半年后安全性骤然提高,失败率可能性降低。,种植体周围骨改建的意义在于:骨性结合的种植体可有效防止牙槽骨的废用性萎缩,保持牙槽骨的高度和丰满度。(2)骨性结合的种植体,可以通过渐进性负荷增加,骨组织产生适应性重建反应,逐渐达到与种植义齿的功能协调一致。,种植体周的骨创伤,种植体所产生的应力传递,若超过了骨组织的生理耐受限度则可发生骨创伤,严重者可发生骨折。,种植体周围的骨折,通常发生在骨组织变得脆弱的情况下,突然遇到载荷增大时发生的。这种情况一是在种植手术创伤后使骨壁变薄弱而发生,二是在种植体周围骨发生吸收而使骨结构逐渐变弱后发生。,过高的应力可使骨组织坏死和吸收。Atwood(1979)认为骨在承受超负荷后的病理生理变化,可能是有血流的减少或静脉血液的淤积,生化因子激活破骨细胞,破骨细胞的感受器也可受应力直接激活。多大的应力可造成骨坏死和吸收?,应力疲劳(Fatiguefailure)也可能发生于种植体周围的骨组织中。应力疲劳是较低水平载荷重复作用到一定次数时,材料发生断裂破坏。但是有的材料如金属具有疲劳极限,只要载荷低于某一水平时,载荷可重复作用无数次都不会发生疲劳破坏。体外的骨组织疲劳试验表明,骨的疲劳曲线是没有渐进线的,即载荷不论多么小,只要达到足够重复作用次数,骨都要产生疲劳破坏。,提高种植体抗过负荷(overload):将多个种植体用刚性体连接在一起。这样种植义齿咬合面每一点受力时,负荷都分散到每一个种植体,避免个别种植体单独受到过大负荷。这一原则为大多数种植牙系统的临床经验所证实。,骨性结合种植体能否与天然牙连接在一起修复?,司特伯格大学的研究分析指出,当骨性结合Branemark种植体与天然牙连接在一起修复时，在修复体正中加一载荷，种植体将负担75%以上载荷。如果用有弹性缓冲元件的IMZ种植体与天然牙连接修复，种植体的载荷分担量可降低到60%。,不建议！,被动适合性（passivefit）,修复体完全就位后,修复体与牙体硬组织和口腔软组织之间除重力作用外无其他力作用。临床上修复体的被动性往往被忽视。如果修复体被动性差,就位后,在没有受到咀嚼负荷时,修复体的支持组织就有预负荷(Preload),就有预应力存在,反过来修复体也有预负荷和预应力。,种植材料的力学性能,大多数材料的弹性模量都比骨组织高。,弹性模量高的材料,有使根尖区骨界面产生应力集中的趋势；弹性模量低的材料,则有使种植体颈部区界面产生应力集中趋势。,Implant,生物力学原则,单颗牙缺失的种植修复多颗牙缺失的种植修复,影响种植体设计的主要因素,种植体的表面积受植区骨的质量牙槽骨的倾斜过大的缺牙间隙牙弓的形态对颌牙的状态非功能性的影响因素,骨天然牙：有牙周膜存在骨种植体：骨结合,种植体的表面积,直径4mm，长度12mm的螺旋状种植体的表面面积基本类似于天然牙牙周膜面积（磨牙除外）,受植区骨的质量,密度高，致密的骨组织：多颗牙缺失时，可以选择固定桥修复密度较低的骨组织：尽量增加种植体数量，以分散咬合力。,牙槽骨的倾斜,磨牙一般可以沿轴向位置植入如牙槽骨倾斜明显，种植体会受到过大的剪切力，应增加种植体数量。,过大的缺牙间隙,可能造成恢复的牙冠过宽，与种植体直径相比过大，下颌侧向运动时，种植体受过大的剪切力。增加种植体数量联冠修复,牙弓的形态,无牙牙合时尖圆形牙弓：种植体排列有利于应力分散方圆形牙弓：应力分散较差卵圆形牙弓：介于两者之间,固定修复：68颗种植体覆盖义齿：24颗种植体,对颌牙的状态,对颌牙为天然牙：咬合力大对颌牙为固定义齿：咬合力大对颌牙为活动义齿：咬合力小,非功能性的影响因素,磨牙症不良口腔习惯：如咬硬物、咬笔等系统性疾病：帕金森病、癫痫等,影响种植体的长度和直径的因素,直径：天然牙釉牙骨质界下2mm为参考,影响种植体的位置和角度的因素,种植体植入的方向或角度种植体的垂直位置种植体的颊舌向位置种植体的近远中位置冠根比例关系,种植体植入的方向或角度,尽量与天然牙一致（咬合的角度）符合生物力学原则，避免应力集中考虑支持骨组织条件,龈缘下2mm左右与邻牙牙槽骨等高但在牙周病患者，应以釉牙骨质界为依据，在其下约4mm位置,种植体的垂直位置,种植体的近远中位置,种植体中心与天然牙近缺隙侧邻面之间理想距离：R（种植体半径）2mm种植体中心与天然牙近缺隙侧邻面之间最小距离：R（