三維有限元模型在下頜第一磨牙牙體缺損修復中的應用

丁一凡

黑龍江省哈爾濱鍋爐廠醫院，黑龍江　哈爾濱　150046

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三維有限元模型在下頜第一磨牙牙體缺損修復中的應用

丁一凡

黑龍江省哈爾濱鍋爐廠醫院，黑龍江哈爾濱150046

【摘要】目的：分析三維有限元力學在下頜第一磨牙牙體缺損修復中的應用價值。方法：對全口牙裂教具中右下頜第一磨牙進行三維激光掃描，獲得數據，建立三維有限元基礎模型。結果：在垂直載荷和斜向載荷兩種不同的載荷下，模型2應優先選擇金合金樁核充填全冠修復和鎳鉻合金樁核全冠修復，其次選擇復合樹脂或者銀汞合金充填全冠修復。結論：髓室壁牙體組織沒有受到破壞的缺損，使用充填全冠修復，就可以得到較好的修復效果。而髓室壁牙體組織部分受到破壞的缺損，建議使用樁核全冠修復，效果較好，并且相對于鎳鉻合金材料而言，使用金合金材料修復的效果更佳。對于因某些原因無法使用樁核全冠修復的患者，可以使用充填全冠修復，并且相對于銀泵合金材料而言，復合樹脂的充填效果更佳。需要注意的是，如果水平載荷較大，以上兩種修復實施時，都需盡量減輕牙頜力。此外，如果髓室壁牙體組織部分受到破壞，不建議使用鎳鉻合金樁核全冠修復。

【關鍵詞】下頜第一磨牙；牙體缺損修復；三維有限元模型

本次研究主要采用充填全冠修復和樁核全冠修復兩種修復方法對牙體缺損進行修復，并采用金合金樁核全冠修復、鎳鉻合金全冠修復、復合樹脂充填以及銀汞合金這四種材料，觀察使用不同材料和修復方法時，牙本質Mohr的應力分布情況，比較牙本質最大的Mohr值。針對下頜第一磨牙牙體缺損修復的三維有限元力學進行深入的分析。

1資料與方法

1.1建立三維有限元模型對全口牙裂教具中右下頜第一磨牙進行三維激光掃描，獲得數據，建立三維有限元基礎模型。根據相關文獻以及解剖學理論提供的根管壁和髓室的厚度、牙體和牙周組織之間的關系以及髓腔結構等，借助CAD軟件，參考金屬冠修復標準，建立三維幾何模型。構建右下頜第一磨牙遠中頜面的三維集合模型，借助有關軟件劃分網格，建立四節點四面體單元的三維有限元基礎模型。以此為基礎，在保證遠中缺損齦壁和近中牙體壁不變的前提下，在髓室頂水平以上頰、舌向擴大洞型，建立舌側壁和頜面頰厚厚度為1毫米的最大缺損模型，簡稱模型1。在髓室底平面向頰、舌向擴大洞型，當舌側壁頜面端厚1mm的缺損時，頰側壁為2.7mm，簡稱模型2。模型1和模型2都采用復合樹脂和銀汞合金充填，進行鎳鉻合金全冠修復。

1.2組織和材料的力學參數泊松比是指材料在單向受拉或受壓時，橫向正應變與軸向正應變的絕對值的比值，也叫橫向變形系數，它是反映材料橫向變形的彈性常數，而彈性系數是相互聯系的兩個指標增長速度的比率，它是衡量一個變量的增長幅度對另一個變量增長幅度的依存關系。組織和材料的力學參數如表1所示。

表1　組織和材料的力學參數

1.3觀察指標觀察比較兩種模型充填和樁核全冠修復在四種載荷下的牙本質Mohr應力分布規律和牙本質最大Mohr值。如果牙本質拉伸極限強度(40MPa)小于牙本質最大Mohr值，可以判斷為牙體折裂[3]。

2結果

2.1牙本質最大Mohr值在水平載荷、斜向載荷、垂直載荷三種不同的載荷下，模型1應優先選擇銀汞合金充填全冠修復和復合樹脂充填全冠修復兩種修復方法，如果這兩種方法無法實施，可以根據實際情況選擇金合金樁全冠修復或者鎳鉻合金樁核全冠修復方法。在垂直載荷和斜向載荷兩種不同的載荷下，模型2應優先選擇金合金樁核全冠修復和鎳鉻合金樁核全冠修復，其次選擇復合樹脂或者銀汞合金充填全冠修復。

2.2牙本質Mohr應力云圖結果比較充填全冠修復和樁核全冠修復比較，由充填全冠修復將應力集中區從牙頸部和冠邊緣逐漸轉移到根部。兩種充填全冠修復方式相比，復合樹脂充填全冠修復應力分布小于銀汞合金充填全冠修復。最大載荷下，模型1中，4種修復頜面觀Mohr應力云圖如圖1所示。模型1和模型2相比，模型1(max1)在平髓室頂牙體組織處容易產生應力集中區，模型2(max2)在平髓室底牙體組織處容易產生應力集中區。在圖1中，暖色代表數值較大，冷色代表數值較小。

3討論

近年來，隨著醫學技術的不斷成熟，磨牙根管治療手術的水平也有了很大的提高，大大提高了下頜齲壞第一磨牙的保存率。臨床修復時，如果牙體缺損并沒有到髓室壁，應該盡量選擇全冠修復，因為髓室壁牙體組織的保留有助于減少修復后牙體組織的應力[4]。如果髓室壁牙體組織受到部分缺損，應該選擇樁核全冠修復方法，并且盡量使用金合金材料，比鎳鉻合金材料的效果更好。如果受到外部環境因素的影響，不具有進行樁核全冠修復的條件，應盡量采用復合樹脂作為充填材料，相對于銀汞合金充填而言，復合樹脂充填效果更好。如果水平載荷非常大，或者患者有磨牙的習慣，此時，無論采用何種修復方法，在進行修復之前，都要減輕頜力，才可以保證修復不受影響[5]。同時，如果髓室壁牙體組織遭到一定程度的破壞，盡量不要使用以鎳鉻合金為材料的樁核全冠修復方法。在本次研究中，斜向載荷、垂直載荷、最大載荷下，兩類修復牙本質最大Mohr值都低于牙本質拉伸極限強度，說明在咀嚼能力正常的情況下，這兩種修復方法都可以使用。兩種充填全冠修復在牙本質最大Mohr值方面沒有較大的差異，相對而言，在復合樹脂充填全冠修復方法下，應力集中面積要小于銀汞合金充填全冠修復。如果發現髓室壁牙體組織遭到非常嚴重的破壞，應力主要在髓室底集中，應盡量使用復合樹脂充填全冠修復方法。金合金樁全冠修復和鎳鉻合金樁核全冠修復兩種修復方法相比，鎳鉻合金樁核全冠修復的牙本質最大Mohr值更大，所以應盡量采用金合金樁全冠修復方法。

參考文獻

[1]田力麗,梁偉,李凌旻，等. 下頜第一磨牙牙體缺損修復后靜力與沖擊動力的三維有限元分析[J]. 華西口腔醫學雜志,2007,06:595-598-602.

[2]田力麗,梁偉,李凌旻，等. 纖維樁與金屬樁核修復磨牙牙體缺損的三維有限元應力分析[J]. 口腔頜面修復學雜志,2008,04:280-282-290.

[3]劉濤,耿海霞,劉建彰，等. 下頜第一磨牙任意兩壁缺損不同充填材料全瓷冠修復的三維有限元應力分析[J]. 臨床口腔醫學雜志,2015,02:76-79.

[4]連克乾,王安訓,許鴻生，等. 三維有限元法分析帶樁嵌體修復下頜第一磨牙殘冠的等效應力分布[J]. 中國臨床康復,2005,30:112-114.

[5]徐紅梅,賈靜,朱曉英，等. 根管治療后下頜磨牙采用各種充填材料修復的三維有限元分析[J]. 口腔頜面修復學雜志,2014,02:75-79.

(收稿日期：2015.11.23)

【中圖分類號】R783.3

【文獻標志碼】A

【文章編號】1007-8517(2016)04-0111-02