种植覆盖总义齿因其独特的连接与支持方式，决定了义齿在行使功能时，种植体不仅要承受垂直向力，还要承受因远中游离端存在及义齿基托变形而造成的侧向力。一般认为，在义齿制作过程中，附着体的阴型与阳型之间应留有缓冲间隙，以减小种植体所受侧向力。但有关的力学分析尚未见报道。本项实验模拟了正中开闭口运动中下颌义齿的受力过程，分析了动态载荷下缓冲间隙的设

材料与方法
　　一、三维有限元模型的建立

　　选一具牙槽骨中度吸收的成人无牙下颌骨标本，在双侧颏孔间区等间距植入4枚圆柱形branemark种植体（全长20 mm,骨内段长13 mm，直径3.75 mm），使远中种植体末端距颏孔6 mm，种植体彼此平行，间距相等。在下颌骨上粘着不同厚度的橡皮膏模拟粘骨膜厚度，前牙区1.78～2.30 mm，后牙区2.12～2.52 mm，上部义齿以套筒冠固位，选用bayer塑料牙常规完成上部义齿制作。应用ct扫描法在sgi计算机工作站上建立下颌种植覆盖总义齿的三维有限元模型［1］，种植体的植入在计算机上完成(图1)。由于本项实验为比较性研究，比较分析相同条件下缓冲间隙对义齿应力分布的影响，故为简便运算，省略套筒冠厚度，将种植体与骨外段基桩(7 mm)视为上下一体、截面相等的圆柱体。根据种植基桩顶部与义齿基托组织面间是否留有缓冲间隙，将模型分为：模型1种植基桩顶部与义齿基托间留有1 mm缓冲间隙；模型2种植基桩顶部与义齿基托直接接触，无间隙。下颌种植覆盖总义齿共划分为4 252个结点，3 684个单元，其中4面体单元448个，5面体单元990个，6面体单元2 246个。

　　二、材料的力学参数及实验条件假设

　　材料的弹性模量和泊松比见表1。

　　将模型中的各种材料和组织视为连续、均质、各向同性的线弹性材料，种植体与骨界面为100％骨性结合，加载时不发生相对滑动。

                                                                   表1　材料的弹性模量和泊松比^［2-5］

　　三、加载条件及约束条件

　　加载量200 n，方向与平面垂直，按力比值分配至双侧后牙接触面［6］，各牙力分配为：各加载方式为冲击载荷，按照文献报道取一个正中开闭口运动周期为0.88s，正中接触时间（冲击载荷时间）0.2s［7］。一个运动周期内载荷与时间的关系如图2。约束条件：正中接触时下颌运动处于瞬间静止状态［7］，故计算中在下颌骨双侧髁突、喙突及下颌角嚼肌附丽区给予刚性约束。
力属于冲击载荷。义齿受到冲击载荷时，瞬间在局部产生较大应力积累，形成很大的应力峰值。在以往应用有限元法对口腔生物力学的研究中，传统的加载方式是采用静载荷，静载荷条件下不会产生瞬间应力积累，与咀嚼的实际过程差距较大。本项实验模拟了正中开闭口运动中达到正中接触时下颌义齿受力的动态过程，基托应力分析选择在最大应力值部位。运用三维有限元法计算分析了下颌种植覆盖总义齿在冲击载荷下所受的应力，使计算结果更符合口腔实际情况，结论更可靠。

表2　冲击载荷下缓冲间隙对义齿及其支持组织
应力分布的影响(mpa)

　　二、对种植体应力分布的影响
　　设置缓冲间隙时，中央及侧方种植体内的拉应力和压应力峰值均较无缓冲间隙时明显减小，且应力峰值出现的位置移向种植体顶部。这是由于无间隙时力直接通过基托作用于种植体，种植体顶部基托变形较大，使种植体受到较大的侧向力。设置缓冲间隙后，力作功先转变为粘骨膜等处的变形能，使应力得到一定缓冲后再作用于种植体，改变了其传递方式，延长了传递周期，使种植体、特别是侧方种植体承受的应力明显降低。因此有利于防止种植体机械并发症的发生。
　　三、对种植体骨界面应力分布的影响
　　设置缓冲间隙时，种植体骨界面的拉应力和压应力峰值均显著降低，最易引起侧方种植体远中舌侧界面骨吸收的压应力峰值降低了约52％。这是由于无缓冲间隙时，力直接由种植体传导至骨界面，传递周期短，在较短时间内形成很大的应力峰值，易造成界面骨组织损害。而冲击载荷下缓冲间隙的设置使应力首先在粘骨膜等处得到部分缓冲，改变了应力传递方式，延长了应力传递周期。种植体所受的侧向力和弯矩减小，从而降低了界面骨组织应力的峰值。从保护骨界面角度看，缓冲间隙的设置是极为必要的。
　　四、对粘骨膜应力分布的影响
　　无缓冲间隙时，粘骨膜拉应力最大值出现在种植体颈部颊侧，设置缓冲间隙后则出现在磨牙后垫区颊侧，且拉应力峰值小于无间隙时。压应力峰值均出现于侧方种植体舌颈部远中，有缓冲间隙时小于无缓冲间隙时。这也是由于无缓冲间隙时种植体所受的侧向力和弯距均较大所致。
　　五、对义齿基托应力分布的影响
　　无缓冲间隙时，种植体与基托直接接触形成支点，拉应力最大值出现于中央种植体顶部颊侧基托处；有缓冲间隙时则出现于前牙区唇侧及后牙区舌侧基托缘。侧方种植体顶部的基托处是基托易折的薄弱环节。无间隙时，力直接由基托传递于种植体顶部，在该处形成支点，基托所受应力及基托变形均较有缓冲间隙时明显增大，折裂的危险性亦随之增加。设置缓冲间隙后，改变了应力传递方式，降低了基托内部应力峰值和基托折裂的危险性。因此，我们认为临床制作义齿时不仅要注意加强该处基托的抗折措施，在基托与种植基桩间或附着体的阴型与阳型之间，也应设置缓冲间隙或弹性缓冲装置。

参考文献
　1，宋文植，毕文翔，尹万忠. 全下颌种植覆盖总义齿三维有限元模型的建立. 白求恩医科大学学报， 1998,24:389-390.
　2，meijer hja, kuiper jh, starmans fjm, et al. stress distribution around dental implants: influence of superstructure, length of implant and height of mandible. j prosthet dent, 1992,68:96-102.3，kydd wl, mandly j. the stiffness of palatal mucopericosterm. j prosthet dent, 1967,18:116-121.
　4，nogawa-a. study on the dynamic behavior of mandibular distal-extension removable partial denture utilizing finite element method. j jpn prosthod soc, 1989, 33:1 313-1 327.
　5，skinner ew, philips rw. the science of dental material. 5th ed. philadelphia: wb saunders, 1960.194.
　6，朱希涛,主编. 口腔修复学. 第2版. 北京:人民卫生出版社, 1990. 149.
　7，皮昕,主编. 口腔解剖生理学. 第3版. 北京:人民卫生出版社,1994.189-190.

       来源：口腔修复网