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中华口腔医学研究杂志(电子版)

中华口腔医学研究杂志(电子版) ›› 2007, Vol. 01 ›› Issue (02) : 93 -96. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2007.02.009

基础研究

下颌骨缺损腓骨移植重建的三维有限元应力分析
季彤1, 铁英2, 王冬梅2, 张陈平1,†   
  1. 1.200011 上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔颌面外科
    2.200011 上海交通大学机械学院
  • 收稿日期:2007-01-22 出版日期:2021-02-01
  • 通信作者: 张陈平
  • 基金资助:
    上海市重点学科（优势学科）建设项目资助（Y0203）

Clinical evaluation and 3D finite element analysis of mandibular reconstruction with free fibula osteocutaneous flap

Tong JI1, Ying TIE1, Dong-mei WANG1, Chen-ping ZHANG1,†   

  1. 1.Ninth People's Hospital， School of Medicine， Shanghai Jiaotong University， Shanghai 210011， China
  • Received:2007-01-22 Published:2021-02-01
  • Corresponding author: Chen-ping ZHANG
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引用本文：

季彤, 铁英, 王冬梅, 张陈平. 下颌骨缺损腓骨移植重建的三维有限元应力分析[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2007, 01(02): 93-96.

Tong JI, Ying TIE, Dong-mei WANG, Chen-ping ZHANG. Clinical evaluation and 3D finite element analysis of mandibular reconstruction with free fibula osteocutaneous flap[J/OL]. Chinese Journal of Stomatological Research(Electronic Edition), 2007, 01(02): 93-96.

目的

建立下颌骨缺损腓骨重建有限元模型，对模型进行定量三维有限元应力分析，为临床下颌骨修复重建提供理论依据和指导。

方法

通过螺旋CT 扫描、CAD/CAM 软件，建立下颌骨缺损腓骨重建有限元模型，模拟三种下颌骨缺损类型，对模型进行定量的三维有限元应力分析，了解下颌骨重建后应力分布特征。

结果

建立了3 种与临床相似的下颌骨部分切除腓骨重建的三维有限元模型。各腓骨重建模型的应力分布与正常模型有明显差别，最大应力出现在腓骨和下颌骨交界处。 腓骨重建模型各兴趣区Von Mises 应力和最大主应力与正常下颌骨模型相比，除健侧（左侧）髁突区外多数兴趣区均有显著差异。

结论

应用CT 扫描、计算机建模和有限元分析软件，可以建立模拟腓骨重建下颌骨缺损的三维有限元模型。 下颌骨缺损腓骨重建后，下颌骨的应力出现显著改变，而这一改变在手术侧的髁状突和髁颈表现最为明显。

关键词: 下颌骨, 重建, 三维有限元

Objective

To establish a three-dimensional finite element model of reconstructed mandible and analyze the stress distributions of the model.

Methods

The three-dimensional finite element models of reconstructed mandible were established by CT scan and CAD/CAM software， and stress analysis was done by the ANSYS software.

Results

The three-dimensional finite element models of normal and reconstructed mandible were generated. The stress analysis showed an unbalanced stress distribution in the mandible.

Conclusion

Reconstructing the mandible with fibular flap not only damages its structure， but also changes its stress distribution. Condyle was the most sensitive region for changes of the stress.

Key words: Mandible, Reconstruction, Three-dimensional finite element
表1 不同牙位上的加载力（N）
牙位
４ ５ ６ ７
加载力 １２０ １５０ ２００ １７５
表2 有关材料的力学参数
材料名称 弹性模量（ＭＰａ） 泊松比（ｕ）
皮质骨 １３ ７００.００ ０.３０
松质骨 １ ３７０.００ ０.３０
牙冠 ５１ ７２０.００ ０.３０
牙根 ８ ６２０.００ ０.３０
牙周膜 ６.９０ ０.４５
表3 右侧各兴趣区垂直加载下Von Mises 应力（MPa）
模型 髁突 髁颈 下颌角 磨牙区 颏孔区 颏部
正常 ０.７４００３０３ ０.９４３５５２５ ２.１４８３２３７ ４.６４１７５６２ １.７６１５１００ １.７２６５４０２
Ｂ ０.１６２６４５９* ０.４０９２３３０* １.１５９３２４０* １１.７７４８１４* ３.１９８３８１５* ２.４７４８５１４
ＢＳＳ ０.１３０４６３３* ０.２５１１９６５* ０.９７３８５５３* １３.５３７８８２* ４.３００９０８７* ５.８１０７２５７*
ＲＢＳ ０.０１２２１０５* ０.０３５９５１４* ５.２９３０２６４* ８.４４４４９９０* ３.８１１０７２２* ５.３８２７９５５*
表4 左侧各兴趣区垂直加载下Von Mises 应力（MPa）
模型 髁突 髁颈 下颌角 磨牙区 颏孔区
正常 １.６３４３３６８ １.９９７４９９１ ４.２３４１６６６ ３.５７７２６３４ １.９６５２５５５
Ｂ １.６２９６７８６ ３.５５４３０６１* ６.９９０００１２* ６.０６９８１３８* ２.２０４８５７３
ＢＳＳ １.１８４７４０４ ２.７７７４８９５* ５.７３１５２０４* ７.８０４７７６７* ９.０２１１１８０*
ＲＢＳ １.２４７９６５４ ４.０１８２２３６* ７.１４０９９２３* ７.７８０５６１２* ２.６７７８８２７
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