下頜中切牙瓷貼面復(fù)合體的動(dòng)態(tài)三維有限元研究.pdf

1、研究背景:近年來(lái),隨著審美意識(shí)的不斷提高,人們對(duì)牙齒美容修復(fù)的意愿越來(lái)越強(qiáng)。下前牙外形小,可供預(yù)備的牙體組織少,亞洲人尤為突出,所以下頜切牙的美容修復(fù),瓷貼面較全瓷冠更為適用。但在臨床應(yīng)用中,瓷貼面仍存在崩裂和脫離的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用有限元法對(duì)貼面復(fù)合體的應(yīng)力分布,進(jìn)行了大量研究。但對(duì)下前牙瓷貼面修復(fù)體的相關(guān)力學(xué)分析,未見(jiàn)相關(guān)的研究報(bào)道。
　　目的:建立上下頜中切牙實(shí)體模型及下中切牙瓷貼面復(fù)合體的精細(xì)三維有限元模型,為后續(xù)瓷貼面

2、復(fù)合體的生物力學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。
　　采用動(dòng)態(tài)三維有限元方法模擬前牙咬合,全程描述下頜中切牙瓷貼面復(fù)合體生理咬合過(guò)程,分析瓷貼面復(fù)合體受力狀況及變化規(guī)律,為動(dòng)態(tài)有限元方法在口腔生物力學(xué)分析中的應(yīng)用和瓷貼面的臨床設(shè)計(jì)與制作提供理論依據(jù)。
　　方法:本研究通過(guò)三個(gè)實(shí)驗(yàn)完成:
　　1、基于Micro-CT數(shù)據(jù)的上下頜中切牙三維實(shí)體模型的建立選擇外科因牙周病拔除的外形良好、無(wú)齲、無(wú)缺損、無(wú)充填體的成人上下頜中切牙作為標(biāo)本,其長(zhǎng)、

3、寬、高接近正常中切牙均值。用GEExplore Locus Micro-CT進(jìn)行斷層掃描,通過(guò)Mimics10.01軟件采集釉質(zhì)、本質(zhì)及髓腔的點(diǎn)云數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)分割,三維重建,再導(dǎo)入Goemagic studio V9軟件中進(jìn)行細(xì)化和精修,通過(guò)Catia V5R19軟件完成曲面擬合并進(jìn)行布爾運(yùn)算,整合釉質(zhì)、牙本質(zhì)及髓腔系統(tǒng),形成牙體組織的三維實(shí)體模型。
　　2、下頜中切牙瓷貼面復(fù)合體三維有限元模型的建立并進(jìn)行靜態(tài)加載,通過(guò)收斂試驗(yàn)驗(yàn)證

4、其有效性將試驗(yàn)1已經(jīng)建立的下頜中切牙的實(shí)體模型,在Catia V5R19軟件中進(jìn)行模型切割,模擬預(yù)備下頜中切牙。通過(guò)布爾減運(yùn)算,建立貼面層及樹脂粘接劑層,并導(dǎo)入到ANSYS workbench軟件中劃分網(wǎng)格,建立了下頜中切牙瓷貼面復(fù)合體的有限元模型。模擬前牙咬合狀態(tài)進(jìn)行靜態(tài)加載,通過(guò)收斂試驗(yàn)驗(yàn)證模型的有效性。
　　3、動(dòng)態(tài)有限元法在下頜中切牙瓷貼面復(fù)合體咬合過(guò)程中的應(yīng)用定義在咬合過(guò)程中瓷貼面和基牙間為無(wú)滑動(dòng)的bonded接觸關(guān)系、

5、上頜中切牙與下頜中切牙瓷貼面復(fù)合體的接觸面為無(wú)摩擦的frictionless接觸關(guān)系,動(dòng)態(tài)加載150N,分析下頜中切牙瓷貼面復(fù)合體所承受的von Mises應(yīng)力的部位及峰值,并與試驗(yàn)2的靜態(tài)加載進(jìn)行對(duì)比。
　　結(jié)果:
　　1.建立了包含牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)、牙髓、牙槽骨的上下頜中切牙的精細(xì)三維實(shí)體模型,模型具有非常高的精確度。
　　2.建立了包含牙髓、牙本質(zhì)、牙釉質(zhì)、粘固劑層、瓷貼面、牙槽骨的下頜中切牙瓷貼面復(fù)合體的精細(xì)三維

6、有限元模型,網(wǎng)格劃分后共具有771788個(gè)單元,551587個(gè)節(jié)點(diǎn)。經(jīng)收斂試驗(yàn)驗(yàn)證,所得模型具有良好的生物力學(xué)相似性。
　　3.動(dòng)態(tài)加載比靜態(tài)加載更敏銳的反應(yīng)牙齒的生物力學(xué)變化,牙齒的應(yīng)力分布更清晰、合理,更符合牙齒生理受力后情況。在咬合過(guò)程中,瓷貼面復(fù)合體切端近中和唇舌側(cè)肩臺(tái)處承受的vonMises較大。瓷貼面唇側(cè)頸緣應(yīng)力值始終保持較高的應(yīng)力水平,且隨加載時(shí)間增加逐漸增大,咬合過(guò)程的中后段應(yīng)力達(dá)到峰值,隨后下降。
　　結(jié)論