采用子模型方法优化种植体-下颌模型以提高骨骼质量和种植牙稳定性

廖陈健¹，刘晓颖¹，谢烨¹，吕建成²

（1. 华侨大学 机电及自动化学院，福建厦门361000；2. 厦门医学院附属口腔医院, 福建厦门 361000） 

摘要: 研究中，首先构建了种植体-下颌耦合积分模型。探讨种植体-下颌整体模型中各结构在种植体结构条件和骨骼质量下的生物力学特性。基于整体种植体-下颌模型的分析结果，采用子模型化方法研究了种植体周围的局部区域。结合子模型化和拓扑优化方法，获得了四种骨质下高效准确的骨下颌子模型，并通过数值模拟对它们进行了咬合条件分析。根据数值模拟结果，获得了不同骨质下种植体多条件拓扑结构的优化结构，并通过对种植体结构的重建设计来评估不同骨质下种植体拓扑结构的生物力学性能，以找到种植体材料的最佳分布。种植体子模型分析高效准确，是优化种植体拓扑结构的基础。对于初始重建的拓扑结构，导致骨骼和植入物应力增加的主要趋势并未得到改良。相反，通过对不同的材料去除比率的次级重建拓扑结构的影响进行分析，获得了骨骼和种植体的生物力学性能之间的关系：对于四种类型的骨骼，材料去除比率为约20%的种植体次级重建拓扑结构的生物力学性能最佳；骨骼质量越好，该种植体拓扑结构的适用性越高。

关键词：种植体，生物力学，子模型法，拓扑优化  

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Cite this article: Liao, C., Liu, X., Xie, Y. et al. Optimizing Implant-Mandibular Model with Sub-Model Approach Enhances Bone Quality and Implant Stability. J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.) (2025). https://doi.org/10.1007/s12204-025-2829-1