第二章生物力基础课件

第二章 口腔修复生物力学基础第二章 口腔修复生物力学基础1学习目标1、熟悉：口腔修复生物力学概念、应力分析。口腔修复生物力学的原理。2、了解：基本研究方法。学习目标1、熟悉：2修复体如何承担咀嚼力量3第一节 口腔修复生物力学一、口腔修复生物力学的定义 口腔修复生物力学就是利用口腔修复生物力学就是利用力学力学的方法和理论，研究的方法和理论，研究口腔组织和修复体的口腔组织和修复体的力学性质、力学行为力学性质、力学行为，分析口腔功能，分析口腔功能过程中，修复体产生各种力学现象，以达到进一步揭示修过程中，修复体产生各种力学现象，以达到进一步揭示修复体的功能活动时的力学特点和本质，解决口腔医学中的复体的功能活动时的力学特点和本质，解决口腔医学中的临床实际问题。临床实际问题。二、口腔修复生物力学的基本研究方法第一节 口腔修复生物力学一、口腔修复生物力学的定义4一、简单支持梁的机械力学原理1、简单支持梁的受力反应简支梁：简支梁：指一静止于两支点上的直梁。指一静止于两支点上的直梁。挠挠曲曲变变形形:指指简简支支梁梁承承受受过过大大压压力力，超超过过材材 料料的的应应力力极极限限时，梁从受力点向下时，梁从受力点向下 弯曲，出现两端上翘的变形现象。弯曲，出现两端上翘的变形现象。第二节 固定义齿生物力学简支梁的负重反应：简支梁的负重反应：简支梁中点受力两支点的负重相等简支梁中点受力两支点的负重相等一、简单支持梁的机械力学原理第二节 固定义齿生物力学简支梁5 简支梁非中点受简支梁非中点受力两支点力两支点的负重不相等的负重不相等 简支梁非中点受力两支点的负重不相等6简支梁受力的内部反应：简支梁受力的内部反应：中性平面中性平面静止平面静止平面 压缩区压缩区压应力的区域压应力的区域 伸张区伸张区张应力的区域张应力的区域 屈应力屈应力：指受力的固定梁在梁内部压缩区指受力的固定梁在梁内部压缩区和伸张和伸张区形成的两种区形成的两种方向完全方向完全相反的压应力和张应力。相反的压应力和张应力。简支梁受力的内部反应：屈应力：指受力的固定梁在梁内部压缩区72、简单固定梁的受力反应、简单固定梁的受力反应简单固定梁简单固定梁：将简支梁双端或一端完全固定在桥基内，其结：将简支梁双端或一端完全固定在桥基内，其结构和形式和固定桥相似。构和形式和固定桥相似。简简单单固固定定梁梁和和固固定定桥桥的的三三种种形形式式:2、简单固定梁的受力反应简单固定梁：将简支梁双端或一端完全固83、机械、机械力学在固定桥中的应用力学在固定桥中的应用 1.双端固定桥：双端固定桥：两端都有固位体，固位体两端都有固位体，固位体 和和桥体之间为固桥体之间为固定连接，与基牙组定连接，与基牙组 成成了一个新的咀嚼单位。了一个新的咀嚼单位。双端固定桥双端固定桥受力反应受力反应3、机械力学在固定桥中的应用 双端固定9 2.半固定桥：半固定桥：两端具有不同的连接体，桥体的一端为固定连接两端具有不同的连接体，桥体的一端为固定连接体，另一端多为栓道式结构的活动连接体，为有一定活动度体，另一端多为栓道式结构的活动连接体，为有一定活动度的活动连接的活动连接。半固定桥受力反应半固定桥受力反应 2.半固定桥：两端具有不同的连接体，桥体的一端为固定连接10 3.单端固定桥：单端固定桥：仅一端有固位体，另一端为悬臂无基牙支持，仅一端有固位体，另一端为悬臂无基牙支持，是完全游离的，或与邻牙维持接触关系。单端桥承受力时，是完全游离的，或与邻牙维持接触关系。单端桥承受力时，以基牙为旋转中心产生杠杆作用，使基牙扭转和倾斜以基牙为旋转中心产生杠杆作用，使基牙扭转和倾斜。单端固定桥受力反应单端固定桥受力反应 3.单端固定桥：单端固定桥受力反应 11 4.复合固定桥：复合固定桥：受力反应较为复杂。受力反应较为复杂。在咀嚼运动中，各基牙可相互支持有利于或相互影在咀嚼运动中，各基牙可相互支持有利于或相互影响不利于固定桥的固位和支持。中间基牙不仅承受了较大的响不利于固定桥的固位和支持。中间基牙不仅承受了较大的 合力，而且要求较高的固位力，因此对其支持和固位要求均合力，而且要求较高的固位力，因此对其支持和固位要求均高。高。此外，复合固定桥常是沿牙弓呈弧型的长桥，易受到以远此外，复合固定桥常是沿牙弓呈弧型的长桥，易受到以远端基牙连线为中心轴产生的转动力的影响。端基牙连线为中心轴产生的转动力的影响。4.复合固定桥：受力反应较为复杂。此外，复合固定桥常是12二、生物力学分析二、生物力学分析 随随着着生生物物医医学学工工程程的的发发展展，应应用用实实验验和和理理论论应应力力分分析析方方法法，从从生生物物力力学学的的角角度度，对对固固定定桥桥的的受受力力情情况况和和应应力力分分布布进进行行研研究究，力力求求使使固固定定桥桥的的设设计计和和基基牙牙的的受受力力建建立立在在生物力学的基础上，提高固定桥的修复效果。生物力学的基础上，提高固定桥的修复效果。二、生物力学分析13(一一)固定桥的应力分析固定桥的应力分析 ：1.应力的大小和应变的方向与载荷作用的部应力的大小和应变的方向与载荷作用的部 位位 、大小有关。、大小有关。2.表面应变随载荷的加大而增大；离加载点越远表面应变随载荷的加大而增大；离加载点越远 ，应变越小；，应变越小；上前牙桥的应变大于下前上前牙桥的应变大于下前 牙桥，后牙桥的应变小于前牙桥。牙桥，后牙桥的应变小于前牙桥。3.加载点位于桥体正中时，桥体表现为弯曲变形；而位于桥的一端时，桥体产生加载点位于桥体正中时，桥体表现为弯曲变形；而位于桥的一端时，桥体产生似悬臂梁的应力反应。似悬臂梁的应力反应。4.固定桥的拉应力区和压应力区随着多点载荷点的变化而变化。固定桥的拉应力区和压应力区随着多点载荷点的变化而变化。5.桥体的三维结构桥体的三维结构,长长宽宽 高是影响应变的重要因素，其中，长度是最重要的高是影响应变的重要因素，其中，长度是最重要的影响因素。影响因素。6.材料的刚度影响应变，弹性模量高，应变小。材料的刚度影响应变，弹性模量高，应变小。7.连接体增厚，可使连接体区的剪应力减小。连接体增厚，可使连接体区的剪应力减小。8.基牙支持力强，应力和应变均小。基牙支持力强，应力和应变均小。(一)固定桥的应力分析：14（二）基牙和牙周组织的应力分析（二）基牙和牙周组织的应力分析 1.基牙牙槽骨降低时，支持力减小，牙周膜内基牙牙槽骨降低时，支持力减小，牙周膜内 应力增大。应力增大。2.修复后应力值较前相对降低，分布较为均匀。修复后应力值较前相对降低，分布较为均匀。3.牙根多牙根多长长粗，骨吸收少，则根周应力值较低，分布亦较均匀。粗，骨吸收少，则根周应力值较低，分布亦较均匀。4.垂直向加载垂直向加载-基牙受压应力；基牙受压应力；侧向或水平加载侧向或水平加载-拉应力和压应力拉应力和压应力;5.桥两端有邻牙时，部分载荷可传递至邻牙，基牙牙周的应力降低。桥两端有邻牙时，部分载荷可传递至邻牙，基牙牙周的应力降低。6.桥基牙颈周区是应力集中区。桥基牙颈周区是应力集中区。7.双端和半固定桥的载荷几乎全部由基牙承担，桥体下的牙龈分担极双端和半固定桥的载荷几乎全部由基牙承担，桥体下的牙龈分担极少量的载荷。而单端桥桥体下的牙龈承担了一定的载荷。少量的载荷。而单端桥桥体下的牙龈承担了一定的载荷。（二）基牙和牙周组织的应力分析5.桥两端有邻牙时，部分载荷15第三节 可摘义齿生物力学一、可摘义齿机械力学原理 FO支点 F1动力F2阻力动力作用线L1阻力作用线L2第三节 可摘义齿生物力学一、可摘义齿机械力学原理 FO支 16杠杆平衡条件杠杆平衡条件 动力动力动力臂阻力动力臂阻力阻力臂阻力臂即即F1l1=F2l2或或这个这个平衡条件也叫做平衡条件也叫做杠杆原理杠杆原理。杠杆平衡条件 17一类杠杆支点在动力点和阻力点的中间。既可能省力的，也可能费力的，主要由支点的位置决定，或者说由臂的长度决定。动力臂与阻力臂长度一致，所以这类杠杆是等臂杠杆。例：跷跷板、天平等。该杠杆是该杠杆是 杠杆杠杆O省力省力一类杠杆该杠杆是 杠杆O省力18第二章生物力基础课件19二类杠杆阻力点在动力点和支点中间。称为第二类杠杆。由于动力臂总是大于阻力臂，所以它是省力杠杆。例：坚果夹子，门，钉书机，跳水板，扳手，开（啤酒）瓶器，（运水泥、砖的）手推车二类杠杆2021在现实生活中，你还能举出哪些实例呢？21在现实生活中，你还能举出哪些实例呢？21三类杠杆动力点在支点和阻力点之间。称为第三类杠杆。特点是动力臂比阻力臂短，所以这类杠杆是费力杠杆，然而能够节省距离。例：镊子，手臂，鱼竿，皮划艇的桨，下颚，锹、扫帚、球棍，理发剪刀等以一手为支点，一手为动力的器械。三类杠杆22二、可摘局部义齿生物力学1、义齿设计的力学原则（1）义齿具有良好的固位和稳定作用（2）基牙的数量适当（3）基牙在牙弓上的分布合理（4）保护口腔组织的健康2、牙合支托设计的力学原则 牙合支托凹底与基牙长轴呈正交20的夹角3、远中游离端义齿的力学原则二、可摘局部义齿生物力学23（一）义齿功能的恢复1、咀嚼效率 一个人在单位时间内匠一定量的食物嚼碎的程度，以百分率表示。2、牙合力测定 用牙合力仪测定单个牙齿承受的最大牙合力值。（二）义齿基托折断的力学分析1、支托形成的支点2、义齿基托下组织形成的支点（一）义齿功能的恢复1、咀嚼效率（二）义齿基托折断的力学分析24三、全口义齿生物力学（一）全口义齿功能状态下的应力分布1、上颌全口义齿功能状态下的应力分布2、下颌全口义齿功能状态下的应力分布3、全口义齿磨光面的应力分布4、全口义齿组织面的应力分布（二）全口义齿咀嚼功能的恢复1、上颌全口义齿基托折断的力学分析2、下颌全口义齿基托折断的力学分析三、全口义齿生物力学（一）全口义齿功能状态下的应力分布25小结与思考小结与思考26