下頜第一磨牙頰牙合缺損不同修復形式的三維有限元分析.pdf

1、目的：應用三維有限元方法，建立頰(牙合)缺損根管治療后不同修復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后下頜第一磨牙牙體組織的應力峰值及應力分布情況，尋求一種應力分布相對合理的修復形式，為臨床中下頜第一磨牙頰(牙合)缺損根管治療后修復形式的選擇，提供生物力學方面的實驗理論數(shù)據(jù)。
　　材料與方法：
　　1．選擇一牙列完整、咬合關系正常，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掃描獲取實驗圖像，Mimics軟件讀取圖像并進行初步處理，Geomagic軟件精修，造型軟件Solidworks裝配各模塊和有限元軟件Ansys Workbench劃分網格，材料賦值，邊界設定，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上，對牙冠和根管進行形態(tài)修整以模擬根管治療和牙體組織的缺損，設定材料參數(shù)，組裝各模塊并進行網格劃分，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瓷材料進行嵌體修復（嵌體Ⅰ）、樹脂內部重建后嵌體修復（嵌體Ⅱ）、覆蓋頰尖的高嵌體修復（高嵌體Ⅰ）、覆蓋整個(牙合)面的高嵌體修復（高嵌體Ⅱ）、全冠修復和玻璃纖維樹脂樁核冠修復的三維有限元模型。
　　3．在(牙合)面近遠中邊緣嵴中央、中央窩、近遠中頰尖頂，與牙體長軸成15°加載垂直向載荷,每個加載點力值為40N；在近遠中頰尖頰斜面中心點與牙長軸成60°加載斜向載荷，每個加載點力值為100N，模擬牙齒正

4、中和側方咬合下的受力情況，輸出各個模型在兩種載荷下的應力分布云圖，觀察分析剩余牙體組織的等效應力和最大主應力的分布及大小。
　　結果：
　　1．建立了正常下頜第一磨牙的三維有限元基礎模型及頰(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、樁核冠等形式修復的下頜第一磨牙三維有限元模型，包括牙本質、牙膠尖、復合樹脂、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構。
　　2

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

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

7、>嵌體Ⅱ>高嵌體Ⅱ。而牙本質的等效應力峰值只有高嵌體Ⅱ位于髓室底部，其余五種修復形式的應力峰值均位于近中根根尖區(qū)舌側，且牙本質的等效應力峰值變化為：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修復后牙本質的最大主應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力峰值位于近中根根尖區(qū)舌側，其應力峰值變化為：高嵌體Ⅰ>高嵌體Ⅱ>嵌體Ⅰ>嵌體Ⅱ>樁核冠>全冠。
　　結論：
　　1.將 CBCT

8、掃描技術和逆向工程軟件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形式的模型均具有良好的幾何相似性和力學相似性；
　　2.無論從應力峰值大小還是應力分布情況來看，下頜第一磨牙頰(牙合)缺損根管治療后，以IPS e.max CAD瓷材料進行全冠及玻璃纖維樁核冠修復后，