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颞下颌关节无单元法—有限元法耦合生物力学研究
  • 项目名称:颞下颌关节无单元法—有限元法耦合生物力学研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:30371555
  • 申请代码:H1409
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2004-01-01-2006-12-31
  • 项目负责人:殷新民
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:南京医科大学
  • 批准年度:2003
中文摘要:

利用"虚拟人" 的切片和电脑合成技术,根据TMJ不同组织结构的生物材料特性和与之相应的数值计算方法,建立更接近生物实体的包括下颌骨的TMJ无单元法-有限元法耦合的数值分析仿真模型,研究TMJ功能状态下的受力情况和应力-应变变化趋势,建立载荷下关节窝-关节盘-髁突间的接触与摩擦的分析模型,研究TMJ关节接触面的骨与软骨层的受力状况、关节盘的应力分布特征和颞下颌关节的摩擦润滑特性。通过研究,以求更真实、更准确地阐明TMJ各组织和下颌骨在功能状态下的受力情况和应力应变变化趋势,阐明TMJ接触力学和摩擦的特点及关节润滑的机理,为探讨颞下颌关节疾病的病理机制和临床防治提供更准确可靠的理论依据。

结论摘要:

利用第三军医大学张绍祥课题组研制的中国第5号可视化人体图像,用逆向工程技术,建立了同一个体的包括颞下颌关节、上下颌骨、牙齿、咀嚼肌等在内的三维实体模型,并据此进一步建立了三维有限元模型和无单元-有限元耦合模型,用于颞下颌关节的生物力学分析。由于可视化人体图像片切层厚仅为0.2mm,该研究模型是迄今最为精细、最接近实体的数值分析模型,有极好的生物力学相似性。本项目首次利用该模型进行了不同咬合状态下颞下颌关节的应力分析,并利用近年来在数值分析领域兴起的"无单元法"进行了无单元-有限元法耦合的生物力学研究。对颞下颌关节受力情况有一些新的发现,这些发现对颞下颌关节疾病的防治有重要的指导意义。无单元法因不需要划分网格,它采用数量更多、分布更广的插值基点,并利用具有高阶连续性的插值函数,与有限元法相比它前后处理更加简单,但精度更高。本项目首次将它应用到口腔医学中,对于颞下颌关节这种复杂精细、形状又极不规则的组织来说,无单元-有限元耦合法的分析结果更为精确,有后续研究和推广应用的广阔前景。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 16
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