TY - JOUR

T1 - Конечно-элементное моделирование усталостного поведения медицинского имплантата, изготовленного из титана в крупнозернистом и наноструктурном состояниях

AU - Капустин, Алексей Владимирович

AU - Еникеев, Нариман Айратович

N1 - А.В. Капустин, Н.А. Еникеев, Конечно-элементное моделирование усталостного поведения медицинского имплантата, изготовленного из титана в крупнозернистом и наноструктурном состояниях, Front. Mater. Technol. (2022) №3-1, 85–95. http://dx.doi.org/10.18323/2782-4039-2022-3-1-85-95

PY - 2022/8/2

Y1 - 2022/8/2

N2 - В настоящее время для повышения качества жизни широко используется дентальная имплантация, и обеспечение надежного функционирования и долговечности имплантируемых изделий представляет собой одну из важнейших задач современной стоматологии. Разработка новых биоматериалов с улучшенными свойствами, таких как наноструктурные материалы, расширяет возможности миниатюризации медицинских изделий для создания имплантатов нового поколения. При проектировании этих устройств большую роль играет компьютерное моделирование, позволяющее эффективно определять дизайн имплантата в зависимости от используемых материалов и условий эксплуатации. В настоящей работе представлены результаты моделирования методом конечных элементов для сравнительного анализа деформированного поведения имплантата в условиях циклической нагрузки. В качестве материала имплантата рассматривали крупнозернистый технически чистый титан и наноструктурный титан с улучшенными свойствами. Рассматривали различные компоновки имплантируемого устройства в соответствии с условиями проведения усталостных испытаний – с учетом и без учета влияния абатмента и реакции основания. Установлены характеристики имплантата, такие как усталостная долговечность и коэффициент запаса для конкретного типа компоновки и типа материала, а также распределение эквивалентных напряжений, в том числе с учетом знака. Показано, что наиболее реалистичные результаты достигаются при моделировании устройства в компоновке «абатмент – имплантат – база». Продемонстрировано, что прочностные характеристики, определяющие разрушение изделия, описываются максимальными главными напряжениями, а исследованная конфигурация имплантата обеспечивает его длительное надежное функционирование в случае изготовления исключительно из наноструктурного титана с повышенными свойствами.

AB - В настоящее время для повышения качества жизни широко используется дентальная имплантация, и обеспечение надежного функционирования и долговечности имплантируемых изделий представляет собой одну из важнейших задач современной стоматологии. Разработка новых биоматериалов с улучшенными свойствами, таких как наноструктурные материалы, расширяет возможности миниатюризации медицинских изделий для создания имплантатов нового поколения. При проектировании этих устройств большую роль играет компьютерное моделирование, позволяющее эффективно определять дизайн имплантата в зависимости от используемых материалов и условий эксплуатации. В настоящей работе представлены результаты моделирования методом конечных элементов для сравнительного анализа деформированного поведения имплантата в условиях циклической нагрузки. В качестве материала имплантата рассматривали крупнозернистый технически чистый титан и наноструктурный титан с улучшенными свойствами. Рассматривали различные компоновки имплантируемого устройства в соответствии с условиями проведения усталостных испытаний – с учетом и без учета влияния абатмента и реакции основания. Установлены характеристики имплантата, такие как усталостная долговечность и коэффициент запаса для конкретного типа компоновки и типа материала, а также распределение эквивалентных напряжений, в том числе с учетом знака. Показано, что наиболее реалистичные результаты достигаются при моделировании устройства в компоновке «абатмент – имплантат – база». Продемонстрировано, что прочностные характеристики, определяющие разрушение изделия, описываются максимальными главными напряжениями, а исследованная конфигурация имплантата обеспечивает его длительное надежное функционирование в случае изготовления исключительно из наноструктурного титана с повышенными свойствами.

KW - дентальный имплантат

KW - метод конечных элементов

KW - наноструктурные материалы

KW - титан

KW - прочность

KW - усталостные свойства

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/853b5a18-ca90-31ba-a458-46fea5d73411/

U2 - 10.18323/2782-4039-2022-3-1-85-95

DO - 10.18323/2782-4039-2022-3-1-85-95

M3 - статья

SP - 85

EP - 95

JO - Frontier Materials and Technologies

JF - Frontier Materials and Technologies

SN - 2782-4039

IS - 3-1

ER -