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由于超聲骨刀切削精度高，不傷害軟組織，出血少等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應用于口腔種植領域。雖然超聲骨刀相比較以往渦輪手機擁有眾多優(yōu)點，但是仍有一些固有的缺陷無法解決；其中切削溫度是最不容易被醫(yī)生發(fā)現(xiàn)，而又會造成潛在危害的問題。外國學者Ｅｒｉｋｓｓｏｎ研究表明：當骨組織處于４７℃并持續(xù)一分鐘以上時，會對骨組織造成不可逆的損傷，并產生骨吸收而如果在口腔種植手術中出現(xiàn)骨吸收，則會為種植失敗埋下禍根。目前，超聲骨刀在使用時通常采用冷卻水進行散熱，盡管各大廠家聲稱這能夠保證產品在使用時溫度處于臨界值以下，但是從許多外國文獻看來，實際操作過程中不正確的使用仍有可能造成溫度問題。
近年來超聲骨刀已經實現(xiàn)了口腔種植的備孔操作，各大超聲骨刀廠家紛紛推出了用于單根種植體的標準刀頭。然而針對多根種植體的雙頭超聲骨刀刀頭目前還鮮有文獻涉及。由于本身結構限制，傳統(tǒng)渦輪手機很難為多根種植體備孔，而多頭超聲骨刀則成為了良好的替代品，所以有必要對多頭超聲骨刀進行一定研究。相對于截骨，種植備孔深度較深，不方便冷卻水進行冷卻，在進行刀頭設計和實際使用時，對溫度問題必須更加重視。目前除了用實驗方法獲得超聲骨刀的切削溫度以外，還沒有有限元分析等理論模型討論切削溫度問題�；谶@種現(xiàn)狀，筆者提出了一種基于ABAQUS有限元軟件的多頭超聲骨刀切削溫度場模型，該模型能夠反映出超聲骨刀在切削時的相對產熱分布情況，為后續(xù)超聲骨刀冷卻水道設計提供指導意見。
超聲骨刀在工作時，刀頭會產生３０ｋＨｚ左右的高頻振動，由于頻率大于２０ｋＨｚ，屬于超聲振動；刀頭振動振幅在５０～２００μｍ。當?shù)额^接觸到骨頭等脆性材料時，刀頭對材料的連續(xù)撞擊作用使材料產生裂紋并不斷擴展，直至材料去除。此外當在液體環(huán)境時，刀頭的超聲振動會使液體產生局部負壓，形成液體空腔，而剛形成的空腔又會馬上閉合從而產生強烈的微激波，這種現(xiàn)象稱為超聲空化現(xiàn)象，超聲空化現(xiàn)象有利于材料的去除過程。最后超聲骨刀對骨頭還有拋磨，切蝕作用�？梢姵暪堑锻暾那邢鳈C理是相當復雜的，很難通過建立完整的切削模型來研究產熱問題。
超聲骨刀在切削過程中，由于摩擦和塑性變形作用，會產生許多熱量，部分熱量由冷卻水帶走，剩下的熱量則傳入刀頭和骨組織中，其中變形熱帶來的溫升可以由能量平衡原理得出，σ為應力；ε為應變；Ｋ為硬化系數(shù)；ｎ為應變硬化指數(shù)；ΔＴ為溫升；Ｊ為熱工當量；Ｃ為骨的比熱容；ρ為骨密度。熱量在骨中的傳導控制方程，λ為導熱系數(shù)；Ｔ為骨的溫度；ｔ為時間；ｘ，ｙ，ｚ為坐標方向。若考慮冷卻水的對流換熱情況，則還應滿足，ｈ為對流換熱系數(shù)；Ｔ∞為水溫。以上分析構成了超聲骨刀切削產熱的基本原理，也是以下有限元分析的理論基礎。
從上述分析可以看出：超聲骨刀切削機理非常復雜，想通過實現(xiàn)完整的切削過程來建立溫度場模型很困難，所以本模型進行了一定的簡化。
由于超聲骨刀制備種植孔的最后階段對于形成種植孔十分重要，如果在這一階段出現(xiàn)溫度問題而造成骨吸收則會產生種植失敗的可能。所以本模型僅考慮在備孔最后階段，刀頭對骨組織的摩擦和擠壓情況，認為全部熱量是由摩擦和骨的塑性變形所產生的。模型并沒有考慮備孔前期復雜的材料去除過程（這一過程相對于最后階段的重要性并不大），這可以在相當程度上簡化模型體積，提高計算效率。
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