下頜第一磨牙頰牙合缺損不同修復(fù)形式的三維有限元分析.pdf

1、目的：應(yīng)用三維有限元方法，建立頰(牙合)缺損根管治療后不同修復(fù)形式的下頜第一磨牙有限元模型，分別在垂直和斜向載荷下，觀察分析不同形式修復(fù)后下頜第一磨牙牙體組織的應(yīng)力峰值及應(yīng)力分布情況，尋求一種應(yīng)力分布相對(duì)合理的修復(fù)形式，為臨床中下頜第一磨牙頰(牙合)缺損根管治療后修復(fù)形式的選擇，提供生物力學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)理論數(shù)據(jù)。
　　材料與方法：
　　1．選擇一牙列完整、咬合關(guān)系正常，無牙周疾病，下頜磨牙無明顯磨耗的年輕成年女性志愿者，通過C

2、BCT掃描獲取實(shí)驗(yàn)圖像，Mimics軟件讀取圖像并進(jìn)行初步處理，Geomagic軟件精修，造型軟件Solidworks裝配各模塊和有限元軟件Ansys Workbench劃分網(wǎng)格，材料賦值，邊界設(shè)定，建立正常下頜第一磨牙的三維有限元模型。
　　2．在正常下頜第一磨牙三維有限元模型的基礎(chǔ)上，對(duì)牙冠和根管進(jìn)行形態(tài)修整以模擬根管治療和牙體組織的缺損，設(shè)定材料參數(shù)，組裝各模塊并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，獲得下頜第一磨牙頰(牙合)缺損行根管治療后模型及

3、分別以IPS e.max CAD瓷材料進(jìn)行嵌體修復(fù)（嵌體Ⅰ）、樹脂內(nèi)部重建后嵌體修復(fù)（嵌體Ⅱ）、覆蓋頰尖的高嵌體修復(fù)（高嵌體Ⅰ）、覆蓋整個(gè)(牙合)面的高嵌體修復(fù)（高嵌體Ⅱ）、全冠修復(fù)和玻璃纖維樹脂樁核冠修復(fù)的三維有限元模型。
　　3．在(牙合)面近遠(yuǎn)中邊緣嵴中央、中央窩、近遠(yuǎn)中頰尖頂，與牙體長(zhǎng)軸成15°加載垂直向載荷,每個(gè)加載點(diǎn)力值為40N；在近遠(yuǎn)中頰尖頰斜面中心點(diǎn)與牙長(zhǎng)軸成60°加載斜向載荷，每個(gè)加載點(diǎn)力值為100N，模擬牙齒正

4、中和側(cè)方咬合下的受力情況，輸出各個(gè)模型在兩種載荷下的應(yīng)力分布云圖，觀察分析剩余牙體組織的等效應(yīng)力和最大主應(yīng)力的分布及大小。
　　結(jié)果：
　　1．建立了正常下頜第一磨牙的三維有限元基礎(chǔ)模型及頰(牙合)面大面積缺損根管治療后以IPS e.max CAD嵌體、高嵌體、全冠、樁核冠等形式修復(fù)的下頜第一磨牙三維有限元模型，包括牙本質(zhì)、牙膠尖、復(fù)合樹脂、嵌體、高嵌體、覆蓋體、全冠、玻璃纖維樁、粘接層、牙周膜及牙槽骨等結(jié)構(gòu)。
　　2

5、．在垂直載荷下，完整牙體組織牙釉質(zhì)的等效應(yīng)力和最大主應(yīng)力主要集中在咬合力加載區(qū)，峰值位于遠(yuǎn)中頰尖；牙本質(zhì)的應(yīng)力主要集中牙頸部和根尖區(qū)，峰值位于遠(yuǎn)中根根尖區(qū)的頰側(cè)。斜向載荷下，牙釉質(zhì)的等效應(yīng)力和最大主應(yīng)力主要集中在咬合力加載區(qū)，峰值均位于遠(yuǎn)中頰尖；牙本質(zhì)的應(yīng)力主要集中于牙根的舌側(cè)面，峰值均位于近中根根尖區(qū)舌側(cè)面。
　　3．不同形式修復(fù)后牙體組織在不同載荷下的應(yīng)力情況：①垂直載荷下，牙釉質(zhì)的等效應(yīng)力和最大主應(yīng)力均集中在咬合力加載區(qū),其

6、等效應(yīng)力峰值變化為：嵌體Ⅱ>嵌體Ⅰ>高嵌體Ⅰ>高嵌體Ⅱ。嵌體Ⅰ、嵌體Ⅱ、全冠和樁核冠牙本質(zhì)的等效應(yīng)力峰值位于遠(yuǎn)中根根尖區(qū)頰側(cè)，而高嵌體Ⅰ和高嵌體Ⅱ牙本質(zhì)的等效應(yīng)力峰值位于頰髓線角區(qū)，不同形式修復(fù)后牙本質(zhì)的等效應(yīng)力峰值變化為：高嵌體Ⅱ>高嵌體Ⅰ>全冠>樁核冠>嵌體Ⅰ>嵌體Ⅱ。六種修復(fù)形式牙本質(zhì)的最大主應(yīng)力峰值均位于遠(yuǎn)中根根尖區(qū)頰側(cè)，且峰值相差不大。②斜向載荷下，不同修復(fù)形式下牙釉質(zhì)的應(yīng)力峰值位置不同，其等效應(yīng)力峰值變化為：高嵌體Ⅰ>嵌體Ⅰ

7、>嵌體Ⅱ>高嵌體Ⅱ。而牙本質(zhì)的等效應(yīng)力峰值只有高嵌體Ⅱ位于髓室底部，其余五種修復(fù)形式的應(yīng)力峰值均位于近中根根尖區(qū)舌側(cè)，且牙本質(zhì)的等效應(yīng)力峰值變化為：高嵌體Ⅱ>高嵌體Ⅰ>樁核冠>全冠>嵌體Ⅱ>嵌體Ⅰ。嵌體Ⅰ、高嵌體Ⅰ和高嵌體Ⅱ修復(fù)后牙本質(zhì)的最大主應(yīng)力峰值位于頰髓線角區(qū)，嵌體Ⅱ、全冠和樁核冠的最大主應(yīng)力峰值位于近中根根尖區(qū)舌側(cè)，其應(yīng)力峰值變化為：高嵌體Ⅰ>高嵌體Ⅱ>嵌體Ⅰ>嵌體Ⅱ>樁核冠>全冠。
　　結(jié)論：
　　1.將 CBCT

8、掃描技術(shù)和逆向工程軟件Mimics、Geomagic、造型軟件Solidworks和有限元分析軟件Ansys Workbench相結(jié)合，能夠快捷有效的建立三維有限元模型。所建立的正常下頜第一磨牙模型及頰(牙合)缺損根管治療后的不同修復(fù)形式的模型均具有良好的幾何相似性和力學(xué)相似性；
　　2.無論從應(yīng)力峰值大小還是應(yīng)力分布情況來看，下頜第一磨牙頰(牙合)缺損根管治療后，以IPS e.max CAD瓷材料進(jìn)行全冠及玻璃纖維樁核冠修復(fù)后，