随着种植体骨界面骨结合理论的提出，口腔种植学进入飞速发展时期，越来越多缺牙患者选择种植治疗为首选治疗方案。在临床应用中，也频频有种植修复的失败病例，这与生物力学因素紧密相关。近年来许多学者将研究重点致力于此，本文将近年来牙种植体生物力学相关研究的方法与结果进行总结，以便为临床应用提供参考。

1 种植体生物力学研究方法

1.1 电阻应力测试方法

电阻应力测试方法（简称电测法）是以电阻应变片为传感器，通过将构件的应变转为连接电桥中电阻应变片的电阻变化，测量电桥输出端电压的变化，通过相应的换算关系，最终获得测量构件的应力变化值（图1）。电测法灵敏度与精确度较高，且可现场测定，故被用于各种复杂环境下测量多种力学参数。

电测法的缺点在于：1）条件恶劣时误差较大；2）只能通过单点测量物件表面的应变，获得应变片检测位置的应变平均值，不能直观得出构件整体的应力分布；3）在测量复杂构件表面应力梯度较大点时，对粘贴应变片的准确度要求较高，使得测量过程比较复杂。

电测法是分析牙种植体应力的基础检测方法，可测定牙种植体内部结构的应力分布情况[1]，也可用于对多单位的牙种植体进行应力分析[2]，便于直接测定力学数值。

图1 电测法测量系统简易图Fig 1 Simple diagram of stain electronic measurement system

1.2 光弹应力分析法

光弹应力分析是利用光敏材料（如环氧树脂等）制成和实物几何形状相似的模型，模拟实际受力后，以偏振光透过模型，由于应力的存在，产生光的暂时双折射现象，再透过分析镜后产生光的干涉，得到等倾线和等差线的图像，据此推算出构件内的应力大小、方向及分布情况（图2）。

图2 光弹应力分析法原理Fig 2 Principle of photoelastic method

光弹法测量是全域性的，故直观性强，可靠性高，适应性广，能求出在各种复杂条件下的全部应力状态，但不能计算出模型内任意处的应力值和位移值。

光弹应力分析法具有直观性强和能分析复杂构件的优点，故成为分析牙种植体应力时常用的方法。目前光弹应力分析法主要用在种植覆盖义齿应力分析[3]和牙种植体与基台界面应力分析中[4]。

1.3 数字图像相关（digital image correlation，DIC）分析法

20世纪70年代以前，生物力学研究和应力分布的检测多采用电测法和光弹应力分析法。随着计算机应用的推广，DIC分析法的应用更加广泛，是当前实验力学领域最活跃也最受关注的光测力学方法之一。

DIC分析法是应用计算机视觉技术的一种图像测量方法，是一种非接触的、用于全场形状、变形、运动测量的方法（图3）。该方法基于数字图像处理和数值计算的非干涉变形，与其他基于相干光波干涉原理的光测方法（如电子散斑干涉、云纹干涉法）相比，DIC分析法具有明显且独特的优势：1）仅需要1个数字相机（二维数字图像相关技术，twodimensional digital image correlation，2D DIC）或两个数字相机（三维数字图像相关技术，threedimensional digital image correlation，3D DIC）拍摄变形前后被测物体表面的数字图像，其光路布置、测量过程和试样准备简单；2）无需激光照明和隔振，对测量环境要求较低；3）可与不同时间分辨率和空间分辨率的数字成像设备（如高速摄像机、光学显微镜、扫描电子显微镜）直接结合，适用测量范围广泛，可用于固体材料和结构表面位移、变形和形貌测量。

在牙种植体生物力学研究领域，DIC分析法作为一种灵活、有效和功能强大的变形测量手段，不仅能够显示种植体表面的细微变化[5]，而且可实现应力场传递的完整测量[67]；但有学者[8]发现，DIC分析法由于离面位移和摄像机的噪声会产生较大的误差。

DIC分析法可以进行种植体与基台界面应力分析[9]，也可研究种植体支持组织的应力传递情况[10]，还可分析冠修复方式[11]。

图3 DIC分析法流程图Fig 3 Flowchart of DIC analysis

1.4 有限元分析法（finite element analysis，FEA）

FEA是一种与计算机技术结合的数值分析方法，其基本原理是：将物体划分为有限数量的单元，后者相互连接形成几何实体，将单元顶点作为力在单元间传导的途径，每个单元的力学效应的总体效果反映出物体的整体力学特征[12]。FEA可对复杂的构件进行应力分析，能模拟口腔内多变的生物力学过程，通过计算机软件ABAQUS、ANSYS、COMSOL等进行高效求解，代替实验测试，节省成本，已被广泛应用于口腔生物力学的研究中[13]。

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