Диссертация (1139527), страница 15
Текст из файла (страница 15)
2.57, 2.58) или на 10%. Посравнению с предшествующими и расчётами, можно отметить снижение99разницы в смещении имплантатов, что объясняется отсутствием «сцепления»между имплантатами и костью, обеспеченным остеоинтеграцией.Рисунок 2.57 – Микродеформациядеформация костной ткани вокругнеинтегированного имплантатаИРИС Эволюшн при вертикальнойнагрузке 200 Н. Максимальноезначение 1.2 мкмРисунок 2.58 – Микродеформациядеформация костной ткани вокругостеонтегрированного имплантатаИРИС ЛКО-М при вертикальнойнагрузке 200 Н. Максимальноезначение 2 мкмПоскольку костные слои моделируются идеально-упругим материалом, тонапряжения в них получаем условно-упругими, не имеющими верхней границы(в отличии от реального материала, имеющего пределы напряжений, например,при разрушении).
Расчёт показал, что на интерфейсе с имплантатом, в зонахкостной ткани, имеющих резкое изменение геометрической формы, возникаетконцентрация напряжений, и полученные величины напряжений условны идолжны игнорироваться при анализе. Поэтому вместо количественного анализанапряжённо-деформированного состояния, можно применить качественный,заключающийся в сравнении характера поля напряжений, отображённых ведином масштабе значений. Исходя из этого, по рисункам 2.59 и 2.60 видно, чтов кортикальном слое системы ИРИС Эволюшн обобщённые эквивалентныенапряжения существенно ниже, чем в кортикальном слое системы ИРИС ЛИКО.100Рисунок 2.59 – Эквивалентныенапряжения по Мизесу в костивокруг имплантата ИРИС Эволюшнпри вертикальной нагрузке 200 Н.Рисунок 2.60 – Эквивалентныенапряжения по Мизесу в кости вокругимплантата ИРИС ЛИКО привертикальной нагрузке 200 Н.Аналогично анализу напряжённо-деформированного состояния, выполненкачественный анализ раскрытия зазора на границе раздела кость-имплантат:судя по рисункам 2.61 и 2.62 можно сделать вывод, что у системы ИРИСЭволюшн общее раскрытие зазора меньше (более равномерное окрашивиание всиниий), чем у системы ИРИС ЛИКО (присутствуют зелёно-жёлтые поля), чтоопять же обусловлено большей площадью поверхности ИРИС Эволюшн.Рисунок 2.61 – Раскрытие зазора наинтерфейсе между имплантатом икостной тканью, мкмРисунок 2.62 – Раскрытие зазора наинтерфейсе между имплантатом икостной тканью, мкмУ имплантата ИРИС Эволюшн давление и сдвиг на интерфейсе костьимплантат в области шейки имплантата выше, чем у ИРИС ЛИКО, чтообусловлено его более гладкой формой (рис.
2.65-2.68).101Рисунок 2.63 – Нормальноедавление на интерфейсе, МПаРисунок 2.64 – Нормальноедавление на интерфейсе, МПаРисунок 2.65 – Сдвиговые смещения Рисунок 2.66 – Сдвиговые смещенияна интерфейсе, мкмна интерфейсе, мкмПолученные результаты подтверждают эмпирические предположения, чтоимплантаты с агрессивной резьбой менее подвижны благодаря большемусцеплению с окружающей костью, которое обеспечено большей площадьюрезьбы.
Поэтому имплантаты ИРИС ЛИКО-М Эволюшн предпочтительноприменять при непосредственной имплантациии после удаления зуба, когдаконтакт имплантата с костью обеспечивается телом, без участия шейки.1023.5. Результаты оценки достоверности математического моделированиянапряжённо-деформированного состоянияНа рисунках 3.67 – 3.70 представлены результаты расчётов напряжённодеформированного состояния отдельных элементов сборной конструкцииимплантата при различном размере расчётной сетки 0.1 мм (контроль) и 0.05 мм.Рисунок 3.67 – Максимальноеэквивалентное напряжениепо Мизесу в кортикальном слоепри расчётной сетке 0.1 ммсоставляет 15 МПаРисунок 3.68 – Максимальноеэквивалентное напряжениепо Мизесу в кортикальном слое прирасчётной сетке 0.05 ммсоставляет 14 МПаРисунок 3.69 – Максимальноеэквивалентное напряжениепо Мизесу в губчатом слоепри расчётной сетке 0.1 ммсоставляет 3.6 МПаРисунок 3.70 – Максимальноеэквивалентное напряжение по Мизесув губчатом слоепри расчётной сетке 0.05 ммсоставляет 2.8 МПа103Рисунок 3.71 – Максимальноеэквивалентное напряжениепо Мизесу на внутреннейповерхности имплантатапри расчётной сетке 0.1 ммсоставляет 325 МПаРисунок 3.72 – Максимальноеэквивалентное напряжение по Мизесуна внутренней поверхностиимплантата при расчётной сетке0.05 ммсоставляет 341 МПаРисунок 3.73 – Максимальноеэквивалентное напряжениепо Мизесу на поверхности абатментапри расчётной сетке 0.1 ммсоставляет 324 МПаРисунок 3.74 – Максимальноеэквивалентное напряжениепо Мизесу на поверхностиабатмента при расчётной сетке 0.05мм составляет 336 МПа104Рисунок 3.75 – Максимальноеэквивалентное напряжениепо Мизесу фиксирующего винтапри расчётной сетке 0.1 ммсоставляет 453 МПаРисунок 3.76 – Максимальноеэквивалентное напряжение по Мизесуфиксирующего винта при расчётнойсетке 0.05 мм составляет 488 МПаТаким образом, согласно представленным данным при увеличенииразмера расчётной сетки конечных элементов в 2 раза с 0.05 мм до 0.1 ммполученные результаты отличаются:– на 7% для кортикального слоя;– на 5.5% для губчатого слоя;– на 4.7% для имплантата;– на 3.6% для абатмента;– на 7.2% для фиксирующего винта.Полученные значения не превышают 10%.
Максимальные относительныеотличия результатов двух моделей произошли на поверхности губчатой кости, взоне выхода резьбы на контакте с имплантатом, однако экстремум напряженийнаходится в точке с сингулярным напряжённо-деформированным состоянием(острая кромка). Следовательно, в этой точке достоверные значения напряженийна данной модели получить не представляется возможным и для оценкинеобходимо сравнивать результаты на гладком участке в той же области, приэтом различия невелики и составляют ≈ 5%.105Таким образом, можно утверждать, что качество полученных результатовпри размере сетки 0.1 мм является вполне достаточным для выполнения оценкинапряжённо-деформированного состояния имплантологической системы и нетребует дальнейшего уменьшения детализации сетки, что сильно увеличиваетвремя расчётов.3.6.
Результаты изучения статической прочности опытных образцовимплантатов ИРИС по ГОСТ Р ИСО 14801-2012При статических испытаниях было определено, что образцы диаметром 3.5мм разрушались при средней нагрузке 450 Н (максимальный изгибающиймомент 2475 Н*мм), а образцы диаметром 4.0 мм при средней нагрузке 575 Н(максимальный изгибающий момент 3162.5 Н*мм).
При увеличении диаметраувеличениепредставленомаксимальнойфотонагрузкисборнойсоставилоконструкции27%.имплантатаНарисункеИРИС3.77ЛИКО-Мдиаметром 4 мм, подвергшегося пластической деформации под нагрузкой 610 Н.Рисунок 3.77 – Внешний вид сборной конструкции имплантатаИРИС ЛИКО - М диаметром 4 мм после статического нагружения силой610 Н (исследуемая модель №5). Начало пластической деформацииконструкции106Результаты статических испытаний приведены в таблице 3.2.Таблица 3.2 – Результаты статических испытаний имплантатов ИРИС ЛИКО-Мдиаметром 3.5 и 4.0 мм№ п/п1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.d, мм3,53,53,53,53,54,04,04,04,04,0№ обр.3.5-13.5-23.5-53.5-53.5-54.0-14.0-24.0-44.0-54.0-5F макс, Н480450420460465550560610580590Место разрушенияАбатментАбатментАбатментАбатментАбатментАбатментАбатментАбатментАбатментАбатментНа рисунках 3.78–3.79 приведены примеры диаграммы статическогонагружения образцов диаметром 3.5 мм длиной 10 мм и диаметром 4.0 ммдлиной 10 мм.Рисунок 3.78 – Диаграммастатического нагруженияобразца 3.5 мм – 10 ммНарисунках3.80-3.81Рисунок 3.79 – Диаграммастатического нагруженияобразца 4.0 мм – 10 ммпредставленысводныедиаграммы,демонстрирующие поведение сборной конструкции имплантатов диаметром 3.5мм и 4.0 мм при моделировании и при проведении реальных испытаний.Зелёным цветом обозначена кривая для математической модели, остальнымцветами – выборочные образцы, прошедшие реальные испытания.107Рисунок 3.80 – Кривые, демонстрирующие зависимость смещений вконструкции имплантата диаметром 3.5 мм в зависимости от усилий на штокепри симуляции статических испытаний (зелёная) и при статическомнагружении конструкции по ГОСТ Р ИСО 14801-2012Рисунок 3.81 – Кривые, демонстрирующие зависимость смещений вконструкции имплантата диаметром 4,0 мм в зависимости от усилий на штокепри симуляции статических испытаний (зелёная) и при статическомнагружении конструкции по ГОСТ Р ИСО 14801-2012108Таким образом, по данным расчётов МКЭ исчерпание несущейспособности конструкции имплантата диаметром 3,5 мм происходит при усилиина штоке 374 Н, а при реальных испытаниях – 450 Н (420 Н минимальноезначение, 480 максимальное значение); для конструкции имплантата диаметром4.0 мм по данным расчётов МКЭ исчерпание несущей способности происходитпри 536 Н, а при реальных испытаниях – и 575 Н (550 Н минимальное значение,610 максимальное значение).3.7.
Результаты исследования прочности опытных образцов имплантатовИРИС при циклической нагрузкеПослестатическихиспытаниймоделиимплантатовподверглициклическим испытаниям на прочность. Испытания образцов проводились доразрушения. Результаты усталостных испытаний приведены в таблицах 3.3–3.4и на рисунках 3.82–3.83.Таблица 3.3 – Результаты усталостных испытаний образцов d=3.5 мм№ п/п№ обрl0, ммF maxN цикловРезультат1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.3.5-103.5-33.5-43.5-63.5-143.5-113.5-163.5-153.5-183.5-73.5-123.5-133.5-93.5-203.5-83.5-193.5-1710.8511.511.7510.5510.610.91110.551110.9511.2511.110.810.61110.9510.94004004003003003002502502002002002002001801601601601 5114 8405 2687 0177 2289 00024 35753 895139 182151 193237 2935 096 9395 100 4675 138 2985 141 8985 301 8147 230 001разрушенразрушенразрушенразрушенразрушенразрушенразрушенразрушенразрушенразрушенразрушенснятснятснятснятснятснят109Таблица 3.4 – Результаты усталостных испытаний образцов d=4.0 мм№п/п№ обрl0, ммF maxNцикловРезультат1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.4.0-64.0-34.0-84.0-74.0-104.0-154.0-114.0-134.0-124.0-144.0-911111110.810.7510.811.11110.81110.940040030030030025025025025020020010 52715 78016 73838 79361 29249 079294 9683 738 1565 100 1015 061 1865 100 100разрушенразрушенразрушенразрушенразрушенразрушенразрушенразрушенснятснятснятРисунок 3.82 – Результаты испытаний образцов диаметром 3.5 ммна усталостьРисунок 3.83 – Результаты испытаний образцов диаметром 4.0 ммна усталость110По результатам усталостных испытаний было определено, что пределусталости, определенный в соответствии с ГОСТ Р ИСО 14801-2012,для образцов d=3.5 мм составил 160 Н с максимальным изгибающим моментом880 Н*мм.
Для образцов d=4.0 мм предел усталости составил 200 Нс максимальным изгибающим моментом 1100 Н*мм.3.8. Результаты структурных исследований имплантатовВ данной разделе представлены результаты структурных исследованийимплантатов:анализа,измерениямикротвердости,микроструктурногоанализаколичественногометодомоптическойхимическогомикроскопии,инструментального анализа.На рисунке 3.84 показан внещний вид микрошлифа имплантата иабатмента, подготовленных для исследования микротвёрдости.Рисунок 3.84 – Внешний вид микрошлифа двух образцовРезультаты количественного химического анализа образцов представленыв таблице 3.5.Таблица 3.5 – Химический состав образцов исследуемыхимплантатов ИРИССодержание легирующих элементов, масс.%№ образцаTiAlVFeMoCrSi1.основа0.065-0.620.030.530.052.основа6.054.210.23--0.15111Микроструктурный анализ методом оптической микроскопии (ОМ)показал наличие в образцах следующих структурно-фазовых состояний:- образец №1 – однофазная a-структура (Рисунок 3.85);- образцы №2-1 и №2-2 – двухфазная (a+b)-структура (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
