个性化颞下颌关节假体的力学适配性与安全性评估

针对单侧CFM患者,设计并验证了个性化颞下颌关节(TMJ)假体。仿真显示术后健侧冠突变形减小43%,显著提升了咬合刚度与安全性。

口腔颌面 植入物设计 有限元FEA 阶段:临床前验证 形式:仿真评估

项目概况

本项目针对严重单侧半面短小症(CFM)患者,构建了包含PEEK颧弓-窝部件、Co-Cr-Mo合金髁突及钛钉的个性化TMJ假体模型。通过模拟极限咬合工况,定量评估了假体植入前后颅颌面骨骼的应力分布与变形情况,验证了植入物设计的力学安全性。

核心成果展示

最大变形0.105mm,位于患侧下颌骨末端,结构刚度较弱。

术前模型:最大变形0.105mm,位于患侧下颌骨末端,结构刚度较弱。

最大变形降至0.057mm,位于健侧冠突,整体稳定性提升。

术后模型:最大变形降至0.057mm,位于健侧冠突,整体稳定性提升。

评价指标 术前数值 术后数值 改善效果
健侧下颌冠突变形 0.100 mm 0.057 mm ↓ 43.0%
患侧下颌末端变形 0.105 mm 0.024 mm ↓ 77.1%
下颌假体最大应力 - 17.7 MPa 安全 (<<520MPa)< /td>

临床价值

“仿真结果表明,定制化TMJ假体不仅恢复了面部对称性,更在力学层面显著提高了颅骨的咬合刚度。假体及螺钉的峰值应力远低于材料屈服极限,确保了长期植入的安全性。”

—— 资深生物力学工程师

技术路线

技术路线图
1

三维重建与手术设计

基于CT数据在Mimics中重建骨骼模型,并在3-matic中设计截骨与假体植入方案。

2

网格划分与材料赋值

在Hypermesh中进行四面体网格划分(共130万单元),并根据文献赋予骨骼与假体材料属性。

3

工况载荷模拟

模拟双侧极限咬合工况,施加颞肌、咬肌、翼内肌等主要咀嚼肌群的收缩载荷。

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