ИСТИНА

Все большее значение при планировании дентальной имплантации приобретает математическое моделирование и индивидуализированный количественный анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) челюсти, выполняемый для конкретного пациента. Можно выделить два основных подхода по выбору модели материала и назначению физико-механических свойств компактной и губчатой костных тканей: 1. Разделение костной ткани челюсти на две области (компактную и губчатую) со своими фиксированными механическими характеристиками; 2. Поля физико-механических свойств тканей определяются дискретно, по эмпирическим уравнениям, устанавливающим их связь со значениями рентгеновской плотности. Цель работы — сравнение достоинств и недостатков двух подходов. Опробование и сравнение обоих подходов проводилось с использованием реальной КТ нижней челюсти на моделях откусывания и жевания. Материал челюсти и имплантатов моделировался как изотропный однородный линейноупругий. Коэффициент Пуассона губчатой и компактной костных тканей был принят равным 0,3. Значения модуля упругости компактной и губчатой костных тканей для модели 1 составили 14400 МПа и 480 МПа соответственно. Модуль упругости для модели 2 определялся дискретно для каждого конечного элемента при помощи соответствующего расчетного модуля пакета Mimics. Оба подхода дают возможность учета индивидуальных геометрических и механических характеристик костных структур и тканей конкретного пациента при биомеханической оценке и цифровом планировании дентальной имплантации. Во всех случаях максимальные напряжения в кости возникают в районе первого витка резьбы имплантатов. При жевании (односторонняя несимметричная нагрузка) напряжения в кости оказываются большими, чем при откусывании. Расчетные поля НДС при обоих подходах оказываются аналогичными, однако второй способ представляется предпочтительным. Его преимущества — существенное снижение трудозатрат при создании модели челюсти и более реалистичный учет неоднородности костных тканей. Недостатки — слабая изученность и надежность эмпирических уравнений связи рентгеновской плотности с физической и далее с модулем Юнга, а также большая размерность конечно-элементной модели челюсти, требующая больших вычислительных мощностей. Автоматизации рассмотренной технологии препятствует необходимость привлечения ручной обработки для достаточно точной сегментации КТ по типам тканей, а также оптимизации качества поверхностных и объемных сеточных моделей.