兩種套筒冠義齒修復牙周病游離端缺失基牙應力分析

王　偉，張　艷，袁　琳

(吉林大學中日聯誼醫院 口腔科，吉林 長春130033)

兩種套筒冠義齒修復牙周病游離端缺失基牙應力分析

王偉，張艷*，袁琳

(吉林大學中日聯誼醫院 口腔科，吉林 長春130033)

摘要：目的分析兩種套筒冠義齒修復牙周病伴游離端缺失基牙應力分布，為牙周病牙列缺損修復方法選擇提供理論依據。方法應用三維有限元方法比較分析支持型套筒冠義齒與溝槽套筒冠義齒修復牙周病伴游離端缺失基牙應力峰值及應力分布情況。結果溝槽套筒冠義齒基牙最大應力為3.05 Mpa，支持型套筒冠義齒應力峰值為3.33 Mpa，兩種義齒均在遠下斜向加載牙槽骨吸收達2/3時應力最大，在垂直加載牙槽骨正常時應力最小。支持型套筒冠基牙應力集中較溝槽套筒冠更偏向于牙頸部。結論溝槽套筒冠義齒基牙應力小于常規支持型套筒冠義齒，應力分布更均勻，更適合牙周病牙列缺損修復；基牙應力隨著牙槽骨吸收增加而增加；非軸向力有助于基牙健康。

關鍵詞：套筒冠義齒；牙周病；牙列缺損

(ChinJLabDiagn,2015,19:2053)

牙周病牙列缺損因基牙牙槽骨吸收，牙周儲備力下降導致修復難度大，對牙周病牙列缺損修復，減少基牙應力，使應力均勻分布，對于保護基牙，提高修復質量十分重要。套筒冠義齒修復牙周病牙列缺損可減輕基牙應力，保護基牙[1],套筒冠義齒設計結構不同，對基牙應力的影響不同[1]，本研究采用三維有限元方法比較分析常規套筒冠與溝槽套筒冠修復下頜單端游離缺失基牙應力情況，旨在為牙周病牙列缺損修復方法選擇提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料與主要設備

Intel Pentium處理器，3.06Ghz，DDR4GB內存，Quadro1700顯示卡，Microsoft Windows XP Professional操作系統，解算軟件為Altair HyperWorks，用HyperMesh/Radioss模塊進行計算。成人下頜骨標本。

1.2三維有限元建模

采用螺旋CT對678缺失下頜骨進行連續掃描。層厚度1 mm，床進速度1 mm/s，生成一系列圖像。將CT掃描得到的圖片轉化為Tiff圖像格式，并將Tiff格式圖片按照順序導入Materialize Minics生成牙齒和下頜骨的三維幾何模型，隨后將幾何模型導出為STL格式.將STL格式三維幾何模型導入Altair HyperMesh，并適當對幾何模型進行簡化處理，應用Altair HyperMesh建立基牙C6C7缺失，C4C5伴不同程度牙槽骨吸收，用C4C5作基牙支持型套筒冠(內冠內聚角度6度)和溝槽套筒冠(按支持型套筒冠基牙常規預備，在內冠近中和/或遠中軸面牙合2/3制作縱行凹陷，外冠相對應的軸面制作同樣凹陷，內置有緩沖效果的緩沖樹脂墊)修復C67缺失義齒的有限元模型。有限元模型中選用8節點六面體單元為主，6節點五面體單元為輔，接觸部分選用接觸單元單元.六面體單元數3513。節點數5691,6節點五面體單元125，節點數295，接觸單元358.有限元模型建立完畢后，利用Altair Radioss進行非線性接觸分析求解，得到的結果通過Altairir tair HyperView進行數據提取。

1.3邊界條件

實驗假設和參數假設模型中所有部分均為各向同性均勻連續的線彈性材料，本文中研究的重點區域是牙、牙周組織以及各種形式的義齒，因此對下頜骨下頜角進行全約束。有關材料的彈性模量和泊松比，見表1。

表1　材料屬性

1.4加載量條件

加載方向為垂直和斜向，斜向包括舌向、頰向、遠下斜向，均與牙合面呈45度角加載部位C67功能接觸面。加載量均為100牛頓。

1.5解算與計算結果

采用Altair HyperWorks軟件中HyperMesh/Radioss模塊進行接觸非線性仿真分析，計算結果通過HyperView后處理模塊顯示并提取。

2結果

溝槽套筒冠義齒基牙最大應力為3.05 Mpa，常規套筒冠義齒應力峰值為 3.33 Mpa 兩種義齒均在遠下斜向加載牙槽骨吸收達2/3時應力最大， 在垂直加載牙槽骨正常時應力最小。

兩種義齒應力集中位置基本一致，隨著牙槽骨吸收增加，應力集中區向牙頸部靠近。常規套筒冠應力集中位置更近牙頸部，隨著牙槽骨吸收增加，應力集中位置向牙頸部移動，見表2。

表2　常規套筒冠義齒與溝槽套筒冠修復下頜游離

3討論

套筒冠義齒在牙周病伴牙列缺損修復中的應用

國內外學者均認為套筒冠義齒修復牙周病伴牙列缺損有良好的修復效果，既可較好地的恢復咀嚼功能又可起到牙周夾板作用，使單基牙成為多基牙，更好發揮余留牙牙周潛力，相對減少單個基牙應力，促進牙周組織健康的的恢復，恢復咬合關系，重建咬合[2-5]。

套筒冠義齒形將基牙連接成整體可使牙合力更均勻分布，可減少側向力對基牙損傷，保護基牙，提高咀嚼效率，方便牙周清潔護理，提高義齒美觀性及舒適度。套筒冠義齒結構形態多樣，基本結構是內外冠套疊，依靠內外冠之間的摩擦力固位，套筒冠長期反復摘戴可使固位力衰減，導致固位力不足。

臨床上常用常規套筒冠和圓錐形套筒冠，應用圓錐形套筒冠修復中重度牙周病牙列缺損，臨床效果較好[6,7 ]，但圓錐形套筒冠基牙內聚角度8度時固位力接近零[8]，牙齒缺失較多時影響義齒固位。支持型套筒冠內冠內聚角度4-6度，固位力增加了，對基牙應力也增加了，基牙牙槽骨吸收較重時，需輔以其他緩沖措施保護基牙健康，溝槽套筒冠按支持型套筒冠基牙常規預備，在內冠近中和/或遠中軸面牙合2/3制作縱行凹陷，外冠相對應的軸面制作同樣凹陷，內置有緩沖效果的緩沖樹脂墊，其彈性既可加強固位又可緩沖基牙應力，對基牙所受力起到應力中斷作用，可通過更換緩沖墊調節固位力，彌補了套筒冠長期使用固位力下降的不足。實驗表明遠中基牙應力值大于近中基牙，可能是遠中基牙更接近義齒受力部位，隨著牙槽骨吸收增加，基牙應力增加，應力集中位置向牙頸部移動，說明牙槽骨吸收越重越易形成應力集中加速牙槽骨吸收，采取緩沖修復有利于減少牙槽骨吸收保護基牙健康，溝槽套筒冠基牙應力明顯小于常規套筒冠，基牙應力分布更均勻，且具備套筒冠義齒的共同優點更適于牙周病牙列缺損修復。

本研究結果表明兩種套筒冠義齒在非軸向力時，基牙應力均大于軸向力，臨床牙周病伴牙列缺損時基牙冠跟比例失調，更易受到非軸向力，應采取措施盡可能減少非軸向力，選擇有應力中斷作用的修復體緩沖基牙應力。本研究三維有限元分析主要采用六面體單元，可用較少的網格重劃分次數達到較高的計算精度[9]。套筒冠義齒內外冠之間存在接觸關系，本研究應用接觸單元進行分析能夠正確的反應套筒冠義齒在口腔功能狀態下的實際情況。接觸分析是一種典型的邊界非線性問題，六面體網格模型的仿真結果在非線性有限元分析中，在接觸起作用時，仿真分析更準確[9]，本研究使用的軟件具有定義和分析幾何模型面與面之間接觸影響的功能。

本研究僅做了單側游離端缺失，C45雙基牙有限元模型，對其他牙列缺損基牙應力情況還有待進一步研究。

參考文獻：

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[8]趙銥民等 口腔修復學[M].第7版.北京：人民衛生出版社，2012：285.

[9]呂軍,王忠金,王仲仁.有限元六面體網格的典型生成方法及發展趨勢[J].哈爾濱工業大學學報，2001，33(4)：485.

Analysis on the Stress of Abutment between the Uses of Two Telescope Crown Dentures to Restore Distal-extension Caused by Periodontal DiseaseWANGWei，YUANLin，ZHANGYan.(DepartmentofStomatology，China-JapanUnionHospital，JilinUniversity，Changchun130033，China)

Abstract:ObjectiveTo provide theoretical basis for the selection of the restoration method for dentition defect caused by periodontal disease by analyzing the distribution of the stress of abutment between the uses of two telescope crown dentures to restore dentition defect located at distal-extension from periodontal disease.MethodsUsing three-dimensional finite element method to make comparative analysis on peak values and distribution of the stress of abutment between regular telescope crown and groove telescope crown in distal-extension.ResultsThe maximum stress of abutment is 3.05 Mpa in the case of using groove telescope crown denture ,while the peak value of the stress of abutment for supportive telescope crown denture is 3.33 Mpa.Both the stresses of abutments are maximum values when power loaded oblique direction at the far end and periodontal tissues absorbed 2/3,while their stresses are minimum values when power loaded in vertical direction in normal alveolar bone .The concentration of the stress of abutment for supportive telescope crown is more inclined to tooth cervix than that for groove telescope crown.ConclusionThe stress of abutment for groove telescope crown denture is less than that for normal telescope crown denture,and more evenly distributed,the groove telescope crown denture is more suitable for the restoration of dentition defect with periodontal disease.The stress of abutment increases along with the increased absorption of alveolar bone.the reducing oblique force benefits for the health of abutments.

Key words:telescope crown denture;periodontal disease;dentition defect

(收稿日期：2015-02-24)

作者簡介：王偉(1961-)，女，教授，主任醫師，科主任，研究方向：口腔修復。

文獻標識碼：A

中圖分類號：R783.4

文章編號：1007-4287(2015)12-2053-03

*通訊作者

基金項目：吉林省發改委課題(課題編號 2010020-3)