邊界骨質狀態對人工牙根自然頻率影響之有限元素分析

目前有關人工牙根植入後，與邊界骨間固持狀態大多是經由放射線 X-Ray 影像來偵測，但 X-Ray 卻有其 侵入性傷害的缺點，因此發展並評估一套新的非侵入性診斷技術，以解決 X-Ray 影像的不便，是本研究的主 要目的。本研究利用模態測試法配合有限元素分析，分別從體外實驗及數值運算的模擬中，分析人工牙根自 然頻率與骨質流失程度的關係。在方法上首先建立一人工牙根與癒合連接體的三維有限元素模型，並經由一 系列的體外模態測試實驗來驗證有限元素模型的可信度。接著，在計算運算收歛性的檢視之後，藉由同時改 變人工牙根邊界骨質密度與剛性係數等材料性質參數，計算在不同的邊界骨質密度下，人工牙根自然頻率的 變化。分析結果顯示，不論是經由體外模態實驗或是經由有限元素法的數值計算，人工牙根的自然頻率均會 隨著邊界骨高度的下降而呈現線性遞減的現象。而當人工牙根的邊界骨質密度由 100%依序遞減至原來的 10% 之後，人工牙根的自然頻率亦以線性方式降低(r=-0.996, P<0.01)，其值由 17921 Hz 下降至 641 Hz。本研究結 果顯示，利用自然頻率為參數作為評估人工牙根邊界骨高度或邊界骨質密度，是可信且可行的。