鎳鈦銼對根管應(yīng)力狀態(tài)影響的三維有限元研究.pdf

1、目的:
　　建立上頜第一磨牙近頰根、根管及五種旋轉(zhuǎn)鎳鈦器械的三維有限元模型，作為生物力學(xué)分析的基礎(chǔ)，比較不同外形設(shè)計的旋轉(zhuǎn)鎳鈦器械在模擬根管成形時，根管壁牙本質(zhì)的應(yīng)力分布情況，分析旋轉(zhuǎn)鎳鈦器械的外形設(shè)計對根管壁應(yīng)力分布的影像，探索與VRFs的可能關(guān)系，為臨床根管預(yù)備的個性化治療設(shè)計提供參考。
　　方法:
　　1.采用Micro-CT掃描，結(jié)合Mimics、Geomagic Studio、Unigraphics NX、C

2、ATIA、HyperMesh軟件通過正向和逆向工程技術(shù)，建立上頜第一磨牙近頰根、根管、ProTaper Universal F2、Mtwo＃25/0.06、TF＃25/0.06、Hyflex CM＃25/0.06、ProTaperNext X2五種機(jī)用鎳鈦銼的三維有限元模型。
　　2.在Abaqus軟件中，采用顯式動力學(xué)運算，模擬五種鎳鈦銼在根管全長以240rpm旋轉(zhuǎn)，觀察根管壁應(yīng)力分布情況及趨勢。
　　結(jié)果:
　　1

3、.通過使用Micro-CT結(jié)合正向和逆向工程技術(shù)，建立的有限元模型與實物具有良好的一致性，模型很好的模擬了實物的外形，并劃分了合適的有限元網(wǎng)格。上頜第一磨牙近頰根模型共14303個節(jié)點、69231個四節(jié)點四面體單元；ProTaper Universal F2共3666個節(jié)點，13584個四節(jié)點四面體單元；Mtwo＃25/0.06共3410個節(jié)點，12457個四節(jié)點四面體單元；TF＃25/0.06共2922個節(jié)點，10206個四節(jié)點四面體

4、單元；Hyflex CM＃25/0.06共4258個節(jié)點，16051個四節(jié)點四面體單元；ProTaper Next X2共2685個節(jié)點，9254個四節(jié)點四面體單元。
　　2.本實驗采用三維有限元法模擬根管成形，觀察根管壁與鎳鈦銼接觸時，根管壁的受力情況。觀察區(qū)域位于根管彎曲處和根尖1/3的根管壁。兩區(qū)域的應(yīng)力多集中在根管彎曲外側(cè)。在根管彎曲處的觀察位點，ProTaper Universal F2組產(chǎn)生最大的Von Mises應(yīng)力

5、值431.0100 MPa，其次是ProTaper Next X2組為112.9760 MPa，然后是Mtwo＃25/0.06組和Hyflex CM＃25/0.06組分別為95.2230 MPa和44.5673 MPa， TF＃25/0.06組的最大VonMises應(yīng)力值最小，為26.1847MPa。在根尖區(qū)，Von Mises應(yīng)力多集中于根尖縮窄附近，ProTaper Universal F2組產(chǎn)生最大的Von Mises應(yīng)力值189

6、.4190MPa，其次是ProTaper Next X2組為156.7400MPa，然后是Mtwo＃25/0.06組和Hyflex CM＃25/0.06組分別為30.4984MPa和30.2221MPa，而TF＃25/0.06組的最大VonMises應(yīng)力值最小，為23.7153MPa。將每種工況兩個觀察位點的最大應(yīng)力值與牙本質(zhì)極限強(qiáng)度對比，Mtwo＃25/0.06組、Hyflex CM＃25/0.06和TF＃25/0.06組的最大Von

7、 Mises應(yīng)力值均在牙本質(zhì)極限強(qiáng)度范圍以內(nèi)。ProTaper Universal F2組，根尖區(qū)觀察位點的最大Von Mises應(yīng)力值大于牙本質(zhì)極限拉伸強(qiáng)度；在彎曲處觀察位點的最大Von Mises應(yīng)力值大于牙本質(zhì)極限拉伸和壓縮強(qiáng)度。ProTaper Next X2組，兩觀察位點的最大Von Mises應(yīng)力值均大于牙本質(zhì)極限拉伸強(qiáng)度。
　　結(jié)論:
　　1.采用正向工程及逆向工程技術(shù)，結(jié)合Micro-CT技術(shù)、CAD軟件、有