基于三维有限元技术构建的小型猪下颌骨模型及其生物力学特点

作     者：张瑞娟 宋慧锋 高全文 ZHANG Rui-juan;SONG Hui-feng;GAO Quan-wen

作者机构：解放军医学院北京100853 解放军总医院第四医学中心烧伤整形科北京100048 

出 版 物：《解放军医学杂志》 (Medical Journal of Chinese People's Liberation Army)

年 卷 期：2019年第44卷第3期

页      面：228-232页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

基　　金：全军后勤科研重大项目(AWS15J003) 首都临床特色应用研究重点专项(Z181100001718179) 解放军总医院转化医学项目(2016TM-031) 

主　　题：有限元分析 下颌骨 生物力学 

摘      要：目的构建小型猪下颌骨有限元模型,探索在加载负荷时下颌骨的应变及应力变化特点,为分析后续研发的下颌骨外固定架的生物力学性能奠定基础。方法选择1只体重为20kg的健康巴马小型猪行头颅CT扫描,将扫描的DICOM数据导入Mimics 17.0软件行三维图像重建,生成STL格式的曲面文件,再将STL文件导入逆向工程软件GeomagicStudio中进行数据预处理,生成IGES格式的通用曲面几何文件,将IGES格式的文件导入ICEM软件中进行网格划分,输出UNS网格文件,最后将其导入到Workbench软件中,设置材料属性及定义边界条件,完成数据后处理。应用该模型模拟咬合力,依次在左侧下颌第一磨牙上加载9.8～392N垂直向下的载荷,分析下颌骨的应变及应力变化,测试模型的稳定性。结果应用医学数字图像软件及三维有限元分析软件成功建立了小型猪下颌骨有限元模型。行载荷分析时模型运行稳定,生成数据合理,模型中的下颌骨未出现连续性中断。结论建立的小型猪下颌骨三维有限元模型可模拟下颌骨的应变及应力变化,为小型猪下颌骨外固定架的设计提供仿真力学分析基础。