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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:何俊宏
研究生(外文):Jyun-Hong He
論文名稱:人工牙根機械強度與生物力學之有限元素分析
論文名稱(外文):The Analysis on Biomechanics and Mechanical Strength of Dental Implant by FEM
指導教授:王文騰
指導教授(外文):Wen-Teng Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:機械與電腦輔助工程系碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:人工牙根氧化鋯ANSYS Workbench齒槽骨藥劑槽
外文關鍵詞:implantzirconiaANSYS Workbenchalveolar bonereagent tank
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陶瓷人工牙根乃是目前市場上的新趨勢,在未來有可能會取代當前鈦金屬的人工牙根產品,是人工牙根產業極具潛力的新機會。本研究以氧化鋯人工牙根為主要分析對象,利用ANSYS Workbench軟體分析不同特徵設計植體在植牙後之生物力學分析,並比較氧化鋯與鈦合金人工牙根在設計特徵相同的情況下牙根植入前強度分析。研究結果發現可承受力部份氧化鋯牙根比鈦合金牙根提高了3.71倍,證明氧化鋯牙根比鈦合金牙根更有安全性,且能降低螺紋斷裂及植牙的風險,以提升成功率。同時在生物力學部分則證明幾種設計特徵能降低齒槽骨應力,包含:圓柱狀植體降低41%、小螺距植體降低32%和無細螺紋植體降低12%,確定3種設計特徵為較好的牙根設計。此外本研究亦確認人工牙根底部的藥劑槽設計為可行之特徵,並不影響人工牙根的力學行為。

Ceramic i mplant has become a new trend on the market nowadays. It has been estimated to replace the current titanium implant in the future, and it is also considered as a potential product in implant industry.
In this study, zirconia implant is the target object. We applied ANSYS Workbench software to approach the biomechanical analysis on feature designed explants after implant and to compare the strengths of both zirconia and titanium implants with the same design features in implant preimplantation stage.
In this study, we have found than the zirconia implant has 3.71 times affordability than the titanium implant, and it is also proved than the zirconia implant has higher safety than the titanium implant does. Furthermore, the zirconia implant can reduce the risk of implant breakage and thread fracture and enhance the success rate.

In biomechanical analysis, it has been proven that several design features can reduce stress in the alveolar bone, for instances: Cylindrical implant reduced 41%, 32% for small pitch implant and no fine thread implant could decrease about 12%. All three kinds of implant design features are validated.
Moreover, this study has also confirmed that the chemical tank design in implant bottom is feasible, and it does not affect the mechanical behavior of the implant as well.


目錄
中文摘要...i
英文摘要...ii
致謝.......iii
目錄.......iv
表目錄.....vi
圖目錄.....vii
第一章 緒論.....................1
1.1前言.........................1
1.2研究動機......................2
1.3研究方法......................3
1.4文獻探討......................4
1.4.1 牙根植體之設計..............4
1.4.2 牙根強度分析................5
1.4.3 牙根生物力學分析............5
1.5論文架構......................6
第二章 設計與分析基礎理論..........7
2.1人工牙根機械力學測試............7
2.2人工牙根生物力學測試............8
2.3ANSYS Workbench有限元素分析軟體....9
2.3.1前處理......................10
2.3.2 求解器.....................12
2.3.3後處理......................12
第三章 牙根設計與分析.................13
3.1人工牙根之設計....................13
3.2人工牙根之分析....................18
3.2.1 ISO14801機械力學測試分析....18
3.2.1生物力學測試分析.............19
第四章 結果與討論....................23
4.1植入前強度分析-ISO14801力學測試結果...23
4.1.1氧化鋯與鈦合金植體分析..............23
4.1.2不同植體主外型分析.................24
4.1.3有無細螺紋植體分析.................26
4.1.4不同螺距的植體分析.................27
4.2植入後牙根受力之生物力學測試結果.......30
4.2.1氧化鋯與鈦合金植體分析..............30
4.2.2不同植體主外型分析..................32
4.2.3植體有無自攻缺口分析................35
4.2.4植體有無細螺紋分析..................36
4.2.5不同螺距的植體分析.................38
4.2.6挖槽牙根之骨質回填設計分析..........42
第五章 結論............................52
5.1結論...............................52
5.1.1 ISO14801力學測試結果.............52
5.1.2植入物生物力學測試................52
5.2未來展望...........................53
參考文獻..............................54
Extended Abstract....................56
簡歷.................................61


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