牙體預備生物的機械原理

1、第一節(jié) 牙體及牙周組織功能結構特點 牙體組織由四種組織構成——牙釉質(enamel）、牙本質(denfin)、牙骨質(cementum)和牙髓(pulp)。1．牙釉質 覆蓋在牙冠表面，厚度不均，由牙尖 部向牙頸部逐漸變薄，正常牙冠其牙 釉質最厚處可達2-2．5mm，而最薄處 似刀刃狀。,2.牙本質 是牙的主體，其脆性小于釉質，其硬度

2、 為80KHN。牙本質是一種無血管、礦化的 有代謝力的結締組織。 當牙本質受到刺激后，在受損區(qū)相對應的牙髓壁上逐漸形成修復性牙本質，修復性牙本質中 牙本質小管數(shù)目明顯減少，甚至無小管可見。,3. 牙骨質 牙骨質位于牙頸部以下的牙根區(qū)，是覆蓋 在牙本質表面的礦化硬組織，其在牙頸部 較薄(20～50µm)，在根尖區(qū)、磨牙根分叉

3、 處較厚(約150-200µm)。,4．牙髓 牙髓是一種感覺非常敏感的組織，對冷、 熱、切割、壓力和化學物質刺激均可產(chǎn)生 敏銳的痛覺反應。但是牙髓組織隨著人體 年齡的增加，牙髓內細胞成分減少，纖維 增多，牙髓活力下降，髓腔、根管可因繼 發(fā)性牙本質形成，漸變狹窄，牙髓感覺功 能有所下降。 在無痛治療條件

4、下的牙體預備中，必須結合牙體解剖形態(tài)、預備的牙體組織量進行切割．防止損傷牙髓。,5.牙周組織 牙的周圍的組織稱為牙周組織，即牙 齦、牙周膜、牙槽骨，牙周組織起到 承受、傳導、緩沖咬合力的作用。 牙周膜(periodontal membrane)是致密性結締組織，環(huán)繞牙根，界于牙根與牙槽骨之間。牙周膜由多種細胞、基質和纖維組成。牙被牙周膜中大量的膠原纖維固定在牙槽窩內，以抵

5、抗和調節(jié)牙所承受的咀嚼壓力，牙周膜的厚度不因年齡、功能持續(xù)狀態(tài)而發(fā)生政變。,牙齦(gingiva)是覆蓋在牙槽突邊緣及牙頸部的口腔黏膜組織，堅韌而微有彈性。 牙槽骨(alveolar bone)是頜骨包圍和支持牙根的突起部分，牙槽骨是一種礦物化結締組織,礦物質含量約60％，當牙槽骨功能發(fā)生變化后，其結構和成分也將出現(xiàn)適應性變化。,第二節(jié) 牙體及牙周組織的生物力學特點 一、牙體組織的生物力學特點 臨床牙

6、體預備中主要涉及牙體中的牙釉質和牙本質，了解、認識這兩種組織基本力學特征對于進一步研究及臨床應用有著十分重要的作用。,1.牙釉質力學性質 牙釉質是屬于各向異性非均質生物材料，其力學性質可因牙體不同的部位解剖而呈現(xiàn)不同的特點(表4—1、4-2)。,2．牙本質力學性質：牙本質相關的力學參數(shù)見表,3．牙體組織的剪切力學性質 剪切變形是牙體組織重要的力學參數(shù)，在發(fā)生剪切變形時，在其內部引起的應力的分布規(guī)律和大小都十分復雜，有

7、實驗表明牛牙釉質的剪切模量明顯高于其牙本質的剪切模量。,牙本質的斷裂是沿一定結晶學平面發(fā)生的，牙本質小管間的膠原纖維方向性可能影響其斷裂值。 牙釉質的自然斷裂，一般見于有不符合生理力學的結構，如先天鈣化不全或外形解剖異常，在長期的咀嚼力作用下發(fā)生的斷裂。 牙釉質的自然斷裂主要是平行于釉質柱的基本方向，垂直斷裂僅局限于近釉牙本質界的區(qū)域。 牙本質的自然斷裂多為垂直斷裂，但從牙整體的研究報道，牙本質斷裂并不受組織

8、結構方向的影響，而是受沖擊體的能量形狀、沖擊方向沖擊點，牙支持組織性質、牙的幾何形態(tài)的限制及牙的顯微組織結構。,二、牙周組織的生物力學特點 介于牙根與牙槽骨之間的牙周膜，不斷承受、支持、傳遞和分散來自牙的咬合力，并以此作為其組織細胞新陳代謝的功能刺激，以達到組織結構的改建。機械應力的作用可致細胞及細胞骨架發(fā)生改變，細胞形態(tài)的改變可引起細胞功能代謝的變化。機械為局部的一種媒介或信號，對牙周膜的功能代謝有著重要的臨床意義。,牙槽

9、骨及頜骨的組織結構，如哈弗骨膠原纖維的數(shù)量、方向及骨小梁數(shù)量、排列方向皆與受力及力學性質有關。人體下頜骨、牙槽骨具有明顯的各向異性和非均勻性，骨是多孔結構，斷裂力學性呈各向異性。由于骨屬裂紋體，致使其在外力作用下可能發(fā)生斷裂。因此骨的密度和顯微結構可明顯影響骨的斷裂力學性質。有實驗表明，骨密度增加5％，其斷裂韌性可增加30％。,第三節(jié) 牙體預備及牙體切割器械—、牙體預備的原則 為使修復體與天然牙及牙頜系統(tǒng)外形協(xié)調，準確、無

10、害而有效地牙體預備是重要環(huán)節(jié)。因 此，牙體預備應在符合修復學原則和生物機械 力學原則下進行。,1．在盡量保存牙體組織的前提下，按固位、支 持、抗力、美觀和正常外形設計要求，盡量準 確、均勻地磨除牙體組織，開辟出必要的修復 間隙；2．牙體預備中注意正確選用器材設備，并采用降 溫措施保護牙髓；3．去凈齲壞的牙體組織及無牙本質支撐的無基釉；,4．去除妨礙修復體就位倒凹，消除牙體預備面可 能引起代型磨

11、損或應力集中的尖銳棱角；5．完成的牙體預備其軸壁向聚合度一般不超過 8º，洞壁向外展≤10º以滿足固位和就位的 要求。6．牙體預備中注意保護牙周組織及口周組織。,二、牙體切割器械的工作原理及其選擇 金剛石具有很高的硬度和優(yōu)良的理化性能，將有一定銳角的金剛砂粒，依一定的方向、間距以不銹鋼車針中軸為圓心進行粘附或電鍍，制成有一定切割硬組織能力的金剛砂車針，這是修復中牙體預備的重要器械 。

12、,由于牙體外形結構不規(guī)則，而且其組織結構及硬度不同，故應在不損傷牙髓的原則下，根據(jù)修復設計需要來選擇合適的車針及轉速進行切割。所選車針應不易變形，具有較高穩(wěn)定性和抗斷裂能力，無尖端崩折或脫砂，旋轉中同心度好，切割時應施力適當(30～60g)、循序而有效地切割牙體組織。,三、切割器械種類（一）據(jù)車針外形結構及金剛砂粒度進行分類1．金剛砂車針外形分類 球形(ball)、平頭柱形(flat end cylinder)、圓頭柱形(rou

13、nd end cylinder)、尖頭圓柱形(pointed cylinder)、輪形(rebounded wheal，wheel)、魚雷形(torpedo)、梨形(pear，long pear)，倒錐形(inverted cone)、,雙倒錐形(double inverted cone)、刀邊形(knife edge)、圣誕樹形(xmas tree)、針形(needle)、火焰形(flame)、橄欖球形(football)、蛋形(

14、egg shape)、火焰頭柱形(paralled-flame shape end)、短頭金剛砂針(short shank diamond points)，平行輪形車針(multi-wheel diamond point)、錐形或平頭金剛砂頂車針。,2．車針金剛砂粒度 按照金剛砂車針使用的金剛砂粒度分為不同粗糙度的車針，并在車針柄上標有不同顏色的色環(huán)。 粗粒度金剛砂車針(125-150µm)柄上標有

15、黑色色環(huán)；標準金剛砂車針(106-125µm)柄上標有藍色色環(huán)；細粒度金剛砂車針(53-63µm)柄上標有紅色色環(huán)或無色環(huán)；極細粒度剛砂車針（20-30µm)柄上標有黃色或白色色環(huán)。,(二)功能分類 1．初磨車針 進行較大量的切割時，一般采用金剛砂粒度較粗(>150µm)的車針。 2．細磨車針 小于40µm的車針用于已預備完成牙體表面的微細調磨、拋光。

16、3．短炳金剛砂車針(short shank diamond points) 用于張口度較小，尤其在磨牙區(qū)的牙體預備或頰脂墊異常肥厚患者的磨牙區(qū)牙體預備。,4．長柄金剛砂車針 臨床牙冠較長的齦1／3區(qū)牙體預備。5．肩臺車針 該類車針設計上僅在其末端頂部有金剛砂，用于修整、預備牙體頸緣肩臺。6．細長頸金剛砂車針(slender instrument and long，narrow neck) 保證操作視野暴露更佳，使牙體預備能準

17、確地向深層牙本質過渡，保證牙體受損害最小。,(三)按照車針的質材分類 根據(jù)車針工作端的制作材料不同，可分為金剛砂車針和鎢鋼車針。金剛砂車針已見前述。 合金鋼車針桿上字母及顏色標出不同工作頭的性質： E：交錯板牙（stagged toothing)，L：刀口左旋(1eft-hand twist)，R：刀口右旋(right-hand-twist)， A：加左右旋——雙向刀口， Q：規(guī)則板牙(reqular

18、 tooting)，,T：只用于鈦金屬的車針(for titanium only)，HIP：特殊細鎢鋼等壓熱處理(hot isostatic pressing)車針桿上顏色代表含義：藍色：交叉板牙雙向刀口，紅色：細牙交錯刀口，黃色：細金剛刀口，綠色：橫向高效切割刀口，無色：粗刀口車針等。,應根據(jù)牙體預備的需要合理選用車針和控制牙科手機的旋轉方向。如用交錯板牙或規(guī)則板牙的車針切割牙體，用直形或螺旋形刀口的車針磨光牙體表面等。另外，合

19、金鋼車針工作端也有柱狀、錐狀、球狀、橄欖狀等許多不同的形狀，可根據(jù)牙體預備的需要選擇使用。,四、切割器械的發(fā)展及展望 近年來出現(xiàn)了鉺激光(高能量激光)、紅寶石激光(rubin)以及CO2 激光等牙體組織修整技術，具有切割效率高，機械振動小，噪音低等優(yōu)點。但由于牙體外形、結構的不規(guī)則性，以及牙體不同部位硬組織層次結構、厚度的不一致性，在進行牙體預備時，缺乏十分重要的手感，難以應用各種高能量激光準確地切割牙體組織，并且其熱效應對

20、牙釉質、牙本質可造成明顯損傷，形成裂縫，發(fā)生炭化，引起結構改變等問題仍然需要研究。,因此，目前研究金剛砂的結合工藝，以改善其金剛砂車針穩(wěn)定性，減少熱效應，提高、延長其使用壽命，仍是牙體切割器械的研究方向。,五、牙體組織結構性能對切割器械的要求 為完善修復，重建或恢復咀嚼咬合及美觀功能，需磨除齲壞的牙體組織及切割部分健康的牙體組織。如何有效而恰當?shù)剡M行牙體預備使組織受損程度最低，是十分重要問題。,牙釉質各向異性較為明顯，車針沿

21、平行釉柱方向切割效率高。釉柱近牙體表面1／3處較直，內2／3處則彎曲扭轉。磨牙牙尖區(qū)及前牙切緣處為絞釉柱，此處切割較困難。窩溝區(qū)釉柱由釉牙本質界向窩溝底部集中，牙頸部、釉柱排列近水平向，此處較易切割。,不同部位牙本質的硬度不盡相同，但其各向異性較弱，垂直于牙本質小管方向加載易于斷裂。一般牙本質小管自牙髓表面向釉牙本質界呈放射狀排列。同時由于牙本質增齡性變化，其礦化程度增高，切割相對困難。 由于高品質渦輪機轉速可達310000

22、-440000rpm，高速摩擦易產(chǎn)熱，故在牙體預備中除應配置高效噴霧冷卻系統(tǒng)外，牙體應采取間斷磨法，均勻磨除。,第四節(jié)  、頜位關系異常情況下的牙體預備 一、正 常  缺損牙或缺失牙相鄰天然牙及對頜牙的排列位 置、 面形態(tài)、 曲線無異常者，需修復的缺損牙體或用于固定橋的基牙預備應以恢復原有的咬合接觸關系為準。,二、異 常  修復局部的咬合異常有多種情況。1．牙體嚴重磨耗，牙冠面邊緣嵴異常如刃狀、陡

23、峭邊緣嵴等，對頜牙伸長，咬合接觸中畸形高尖嵌入嚴重磨耗的中央窩，形成咬合鎖結等*障礙。為徹底消除不良咬合的存在，應從整體咬合狀況進行分析，制定修復治療方案應有助于建立正常咬合關系，而不能僅僅局限于患者的主訴部位。,2．缺失牙區(qū)的間間隙縮小，近、遠中相鄰的天 然牙向缺牙間隙傾斜，鄰牙接觸點消失，出現(xiàn)食物嵌塞。牙體預備各軸面應平行，為爭獲共 同就位道或通過內冠進行校正。對牙伸長者，應作調 ，過度伸長者應行牙髓治療后進行冠修

24、復，恢復正常曲線，并使冠根比例協(xié)調。,三、張口受限情況下的牙體預備 各類張口受限情況下的牙體預備往往因妨礙手機及車針放置而存在困難。 1．張口受限、小口裂可影響牙體的預備操作，牙體預備時應選用短頭渦輪手機配以短柄或短頭車針，不得已時還可改用直手機，以不同形狀的砂石進行各個軸面及*面的預備。嚴重的關節(jié)強直．張口度過小者或無法保證牙體預備的要求時，可考慮在外科手術矯正關節(jié)疾病后再行牙體預備。,2．顳頜關節(jié)習慣性脫臼者，備牙中