下前牙不同長度殘根樁核冠修復的有限元研究.pdf

1、殘根是口腔臨床的常見病，隨著根管治療的廣泛開展，大部分殘根經(jīng)過有效治療后得以保存，樁核冠是目前臨床修復殘根最常用、最有效的方法。 然而臨床常見由于各種原因，如牙齒伸長、殘根齦向退出、嚴重齲壞或根折至牙齦或牙槽骨下、牙槽骨吸收等，致使牙槽骨內(nèi)的剩余牙根長度較正常為短。牙根長度變短后，樁核冠修復會造成牙本質(zhì)、牙周膜、牙槽骨的應力增加，過大的應力有可能會對牙齒及其支持組織造成損傷。本研究采用三維有限元法，以下中切牙為例，對不同長度的殘

2、根，選擇樁核單冠或聯(lián)冠修復時，殘根牙本質(zhì)及牙周支持組織的應力狀況進行分析，以期找出適合樁核單冠或聯(lián)冠修復的殘根長度范圍，為臨床變短殘根的樁核冠修復提供生物力學理論依據(jù)。 本實驗分為以下三個部分： 1．下中切牙樁核冠三維有限元模型的建立采用CT 掃描技術(shù)與UG 軟件的自由曲面功能，結(jié)合ALGOR 有限元分析軟件，建立了樁核冠修復后的下頜中切牙及其牙周支持組織的三維有限元模型；所建模型具有良好的生理形態(tài)和幾何相似性，各部分結(jié)

3、構(gòu)清楚，適應了口腔組織結(jié)構(gòu)復雜的要求，為口腔有限元建模提供了一條具有一定特色和優(yōu)勢的新途徑，為進一步研究下頜前牙不同基牙條件和不同修復方式的應力分析及優(yōu)化設計奠定了良好基礎。 2．下中切牙殘根樁核單冠修復的優(yōu)化設計研究在第一部分所建下中切牙正常根長樁核冠修復的有限元模型基礎上，將模型通過UG 切分、收縮命令，保持XY 軸不變，通過改變Z 軸長度，得到中切牙牙根長度正常及分別縮短為原長5/6、4/6、3/6 四種情況的樁核單冠模型

4、，然后進行45°斜向（與牙體長軸成45°的舌唇向）與垂直向（與牙體長軸平行）加載，加載部位為切緣，載荷50N，分析各組牙根牙本質(zhì)及牙周支持組織的應力分布情況，并與正常下中切牙牙根應力進行比較。 實驗結(jié)果顯示： 45°加載時：①下中切牙及各實驗組牙齒的牙周膜、牙本質(zhì)高應力區(qū)主要集中在根上1/3 及唇側(cè)，隨著牙根長度變短，牙周膜Von Mises 應力、最大主應力、最小主應力的應力峰值逐漸增大；②本實驗條件下，正常下中切牙受

5、力時，牙周膜Von Mises 應力峰值為5.080MPa；而殘根長度在6/6、5/6、4/6 時，樁核單冠修復后的牙周膜的應力峰值分別為5.010MPa、6.512MPa、8.620MPa，為正常根長時牙周膜應力峰值的0.99 倍、1.28 倍、1.70 倍；當殘根長度在3/6 時，為11.212MPa（2.21 倍），超過其2 倍；③正常下中切牙的牙本質(zhì)Von Mises 應力峰值為45.455MPa，當殘根長度在6/6、5/6、4

6、/6、3/6 時，單冠修復后的牙本質(zhì)應力峰值范圍分別為40.577MPa、46.354MPa、54.336MPa、67.066MPa，增幅均未超過正常牙根應力峰值的一半，變化幅度較小。 垂直加載時：各組牙周膜、牙本質(zhì)應力集中趨勢與45°加載時相似，當殘根長度分別為6/6、5/6、4/6、3/6 時，殘根牙周膜應力峰值分別為1.434MPa、1.698MPa、2.137MPa、2.954MPa；殘根牙本質(zhì)應力峰值分別為14.763

7、MPa、18.078MPa、23.306MPa、30.273MPa，均遠小于斜向加載時不同殘根長度情況下的相應應力峰值。 實驗結(jié)果提示：①在本實驗條件下，根據(jù)牙周儲備力原理，當殘根長度為正常根長的6/6、5/6 時可用；當殘根長度為正常根長的4/6 時，應慎重選擇樁核單冠修復；當根長為正常根長的3/6 時，則不可進行樁核單冠修復； ②對比兩種加載方向的情況，側(cè)向力更易對牙周造成損傷；③牙本質(zhì)應力變化幅度相對于牙周膜受牙根長度影響

8、較小，因此臨床上進行樁核單冠修復時更應重視牙周膜的應力增大可能造成的損傷。 3．下中切牙殘根樁核聯(lián)冠修復的優(yōu)化設計研究建立下頜側(cè)切牙三維有限元模型，并與第二部分中建立的下頜中切牙四種不同殘根長度樁核單冠的三維有限元模型進行聯(lián)冠修復組合，得到中切牙牙根長度正常及分別縮短為原長5/6、4/6、3/6 四種情況的樁核聯(lián)冠模型。然后在下中切牙和側(cè)切牙切緣分別用50N 進行45°斜向加載和垂直加載。計算并分析牙周膜及牙根牙本質(zhì)的應力狀況。

9、 實驗結(jié)果顯示： 45°加載時：①從牙周膜應力來看，殘根長度在6/6、5/6、4/6、3/6 時，Von Mises 應力峰值分別為4.969MPa、6.175MPa、7.867MPa、9.917MPa，為正常根長時牙周膜應力峰值的0.98 倍、1.22 倍、1.55 倍、1.95 倍，均未超過其2 倍；隨著殘根長度的變短，與實驗二相應應力峰值相比，應力峰值下降幅度逐漸增大；②從牙本質(zhì)應力來看，當殘根長度在原長的6/6、

10、5/6、4/6、3/6 時，聯(lián)冠修復后的牙本質(zhì)應力峰值分別為39.978MPa、43.132MPa、49.655MPa、58.389MPa，均較單冠修復時有所下降。 垂直加載時：與樁核單冠修復時的應力分布類似，但應力整體下降。從應力峰值曲線來看，隨著牙根長度變短，增幅更為平緩；當殘根長度分別為正常根長的6/6、5/6、4/6、3/6 時，殘根牙周膜應力峰值為1.424MPa、1.643MPa、2.032MPa、2.728MPa；

11、殘根牙本質(zhì)應力峰值為14.037MPa、16.852MPa、21.311MPa、28.769MPa，均小于實驗二中的相應應力峰值。 實驗結(jié)果提示：①在本實驗條件下，當殘根長度為正常根長的6/6、5/6、4/6時，可直接行樁核聯(lián)冠修復；當殘根長度為正常根長的3/6時，應慎重選擇樁核聯(lián)冠修復；②聯(lián)冠修復可以有效分散、降低殘根的牙周膜和牙本質(zhì)應力，使殘根進行樁核冠修復的適用長度范圍擴大，這可能是因為殘根長度越短，聯(lián)冠修復后健康牙分擔的