背景种植义齿修复的长期临床观察中发现种植体周围骨存在一定的边缘性骨丧失,除了与患者的自身条件有关外,种植体材料和种植体的设计均有影响。临床应用的氧化锆种植体弹性模量是纯钛的两倍,明显大于牙槽骨的弹性模量,当载荷从种植体传导至牙槽骨时,在牙槽骨处产生较大的应力,种植体失败的潜在风险。功能梯度材料具有良好的机械性能,可能会减少种植体周围骨的应力,使应力分布更加均匀,从而提高种植体的长期稳定性和安全性。目的研究轴向和径向功能梯度的个性化根形种植体在牙槽骨模型中对种植体-骨界面应力分布的影响。方法从锥形束计算机断层扫描数据中获取天然牙的三维结构,网格化处理后,建立的种植体-骨模型并导入到ABAQUS软件中进行加载分析。在径向分布的功能梯度个性化根形植体模型中,从种植体中心到表层分成3、5和10层,各自为组互,相互对比;弹性模量按照径向分层从种植体中心到表层连续线性变化,种植体中心最大的弹性模量为220GPa固定不变,最小弹性模量分别为5GPa、13.7GPa、40GPa、110GPa和220GPa,各自为组。轴向分布功能梯度个性化根形种植体模型,从种植体的颈部到根尖分为3、5和10层,其余设计与径向分布的种植体模型形同。以上每个模型均在冠方分别进行水平舌向50N、水平近中向50N、垂直向根尖100N和极限118N加载。同时设计不同变化趋势的轴向和径向梯度种植体,包括线性变化、指数变化和对数变化趋势,观察其对种植体周围骨应力的影响。观察分析各个模型种种植体—骨结合界面的应力分布情况,通过von Mises应力和应变评价种植体对周围牙槽骨的影响。结果1、所有模型加载后,牙槽骨的最大应力均位于皮质骨颈部;2、不同层数的个性化根形植体模型中,牙槽骨的最大von Mises应力基本相同,种植体本身的最大von Mises应力三层模型大于五层模型大于十层模型;3、四种加载方式下,牙槽骨的最大von Mises应力,近中加载>极限加载>舌向加载>垂直加载;牙槽骨的最大应变,极限加载>舌向加载>垂直加载>近中加载。4、在径向分布的功能梯度种植体模型中,皮质骨的最大von Mises应力随着外层的弹性模量从5GPa增加到220GPa而降低,水平近中加载时,牙槽骨的最大von Mises应力从110.OOMPa降低到19.80Mpa,最大应变从2.179*10-3降低到1.478*10-3;松质骨的最大von Mises应力在2-5 MPa的小范围内变化。在不同趋势变化的径向分布功能梯度种植体中,对数函数趋势的模型牙槽骨最大应力最小。5、在轴向分布的功能梯度种植体模型中,皮质骨的最大von Mises应力随最底层弹性模量的变化不大,在9.41MPa-23.64MPa之间,最大应变在1.535*10-3-2.967*10-3之间。在不同趋势功能梯度种植体中,对数函数趋势的模型牙槽骨最大应力最小。结论1、个性化根形种植模型在受力加载时,种植体周围牙槽骨的最大应力位于牙颈部,其中水平加载时应力更大,应避免种植义齿水平受力;2、径向分布的功能梯度个性化根形种植体模型中,当种植体最外层弹性模量越大,牙槽骨的应力越小;当径向分布的功能梯度种植体的最小弹性模量大于40GPa时,牙槽骨的应力和应变处于相对稳态和生理性超负荷状态,有利于种植体周围骨的长期稳定。3、轴向分布的功能梯度个性化根形种植体模型中,种植体弹性模量越大,牙槽骨的应力有减少的趋势,但不明显;另外,指数函数趋势变化的轴向分布的功能梯度种植体更有利于减少种植体周围骨的应力集中。