圓錐形套筒冠義齒修復游離端缺失的三維有限元分析

高　翔　姚光洋　楊　萍　周振平

(包頭醫學院口腔學院修復教研室，內蒙古　包頭　014060)

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圓錐形套筒冠義齒修復游離端缺失的三維有限元分析

高翔姚光洋1楊萍2周振平3

(包頭醫學院口腔學院修復教研室，內蒙古包頭014060)

目的采用有限元法研究套筒冠義齒在牙槽骨不同吸收程度情況下基牙在不同方向的位移及基托下支持組織應力分布。方法采用CT技術、計算機圖像處理系統及Solidworks有限元軟件，根據牙槽骨不同吸收程度，建立8組套筒冠義齒的三維有限元模型。對8組模型中基牙位移及各模型基托下支持組織應力進行計算對比、分析。結果各模型位移方向一致，基牙位移垂直方向向根尖移位，水平方向由近中向遠中移位，隨著牙槽骨吸收的增加，位移加大。各模型基托下支持組織的應力分布情況較均勻，隨著牙周支持組織吸收程度加劇，會導致支持組織應力增大，但這種變化是逐漸的，未見明顯的突變區。結論對牙槽骨吸收嚴重的牙周病患牙，設計上應該增大義齒基托面積，減輕基牙承受的力；套筒冠義齒適用于修復游離端缺失的病例。

套筒冠義齒；游離端缺失；位移；應力

在臨床中常見老年患者牙槽骨吸收嚴重，余留牙條件差。由于牙周支持組織差，采用常規的可摘活動義齒修復，固位及咀嚼效果不佳，為了減輕基牙承受力，可采用套筒冠義齒進行修復治療。 套筒冠義齒修復牙列缺損，具有適用范圍廣、功能恢復理想、能控制改善基牙牙周狀況等優點，已越來越多的為廣大醫生和患者所接受〔1〕。許多學者對套筒冠義齒的應用進行了一些臨床和基礎研究〔2～6〕。但對于基托下支持組織應力分布及基牙位移的研究，目前報道較少。本實驗采用三維有限元法研究套筒冠義齒在牙槽骨不同吸收程度情況下基牙不同方向的位移值及基托下支持組織應力分布。

1　材料與方法

1.1標本來源被測試對象為1例牙列完整、牙周組織正常、無口腔病變的女性健康志愿者。

1.2CT掃描被檢對象取仰臥位，頭部固定，頦部抬高，使下頜下緣與水平面垂直，并戴用預先制作的咬合板，使被測者微張口，避免上、下牙列接觸重疊。掃描全過程中，要求口腔處于安靜狀態。使用日立公司Turbo CT掃描機，掃描條件120 kV，125 mA，1.0 s。操作時，掃描標志線與下頜骨下緣平行，由下至上進行橫斷面掃描，直至髁狀突頂端。其中自髁狀突頂端至下頜骨下緣斷面間距為2 mm，共獲得31張斷層影像；另外，自中切牙切端至磨牙根尖，間距為1 mm，獲得31張斷層影像。

1.3處理CT圖像及讀取數據采用Arroy公司透掃儀將CT膠片進行透掃，通過其配套軟件將圖像轉換為TIF格式圖片保存，再將圖片用Photoshop 6.0專業圖像處理軟件讀取。根據軟件的坐標系讀取下頜骨和牙齒的各層輪廓坐標，再根據其所在斷層數值，將其每層輪廓曲線的二維坐標輸入EXCEL電子表格轉化為純文本曲線文件格式保存。

表1　實驗模型分類牙槽骨吸收的百分比(%)

表2　有關材料和組織的力學參數

2　結　果

對8組模型中基牙位移及各模型基托下支持組織應力進行計算。表3可見，各模型位移方向一致，基牙位移垂直方向向根尖移位，水平方向由近中向遠中移位，隨著牙槽骨吸收的增加，位移加大。各基牙垂直向位移較小且相近均小于近遠中向位移，隨著牙槽骨吸收程度的增加基牙位移增加，而基托下組織位移垂直向小于基牙位移，而近遠中向大于基牙位移。

表4可見，模型Ⅰ基托下支持組織應力值遠中大于近中，以近基牙的第一磨牙值最小，其峰值小于基牙周圍組織應力；模型Ⅱ基托下支持組織應力值均勻，遠中大于近中；模型Ⅲ基托下支持組織應力值均勻；模型Ⅳ基托下支持組織應力值遠中小于近中；模型Ⅴ基托下支持組織應力值均勻；模型Ⅵ基托下支持組織應力值較均勻，且遠中小于近中；模型Ⅶ基托下支持組織應力值較為接近；模型Ⅷ基托下支持組織應力值分布均勻，且遠中小于近中。

表3　基牙位移值(mm)

表4　基托下支持組織應力分布(MPa)

3　討　論

本實驗中建模的特色在于將整個模型分為若干個模塊保存，如每個牙齒都分為牙根、牙冠、牙周膜三個零件分別保存，這樣可以非常方便地根據研究目的選擇相應的零件裝配成所需的模型進行研究。至于改變冠根比或牙周膜厚度等，較為簡單：只需改變相應的數值即可。這為我們今后的研究提供了極大的便利，更由于避免了模型的重復建設而節省了大量的人力、物力。本實驗中牙周膜的獲得是通過將牙根反向抽殼而得到，這樣牙根周圍都有一層牙周膜包繞，更符合真實情況，因此計算結果也會更接近現實情況。

本實驗結果表明，當遠中基牙吸收加重時，位移會明顯增加，而其他情況下，各基牙位移值差值不大，從力學角度分析，牙槽骨吸收程度不同，必將引起位移在牙齒根部的轉動軸不同，因為天然牙牙根通過牙周纖維懸吊在牙槽窩內，轉動中心越偏牙根上部牙齒動度減小；反之，當牙槽骨吸收增加時，轉動必將向根尖移動，動度增加，而動度過大必將會引起牙周創傷，因此，當遠中基牙牙槽骨吸收過大時，牙周創傷較大，作為基牙當慎重考慮。在臨床應用中，對牙槽骨吸收嚴重的牙周病患牙，由于牙周支持組織條件差，設計上應該增大義齒的基托面積，減輕基牙承受的力，通常采用緩沖型套筒冠義齒進行修復治療〔8〕。

套筒冠由內外兩層冠組成，內冠粘在基牙上，外冠與義齒支架部分鑄造連接成整體。義齒通過內外冠之間的摩擦力產生固位力，使義齒獲得良好的固位穩定性〔9〕。因此，在咀嚼時基牙受力形式與固定橋相似。牙合力通過外冠傳遞至基牙，避免偏心力矩造成牙齒支持組織受力均勻，使基牙應力降低，牙周組織得到生理性刺激。同時，將單根牙或單個牙連接成整體，以發揮牙周組織代償功能，提高承受咀嚼力的能力，被義齒固定的患牙又能更好地對抗來自各方向的側向牙合力。套筒冠由于通過外冠與支架連成一個整體，使牙合力得到分散，固位穩定良好，對基牙有牙周夾板作用，較舒服，去除了活動義齒的卡環，較為美觀〔10〕。套筒冠加工精度高，邊緣高度密合，對牙周組織刺激小，減少了菌斑堆積，牙合力分布均勻〔11〕。因此，套筒冠義齒是用游離端缺失，特別是伴有不同程度的牙槽骨吸收的良好方式。

本實驗結果顯示：基托下支持組織的應力分布情況是均勻的，牙周支持組織吸收程度加劇，會導致支持組織應力變化，但這種變化是逐漸的，并未見明顯的突變區。當基牙牙周組織吸收水平一致時，隨著吸收程度增加，而基托下組織應力不隨吸收程度增加而降低，這與套筒冠義齒的支持組織應力重新分配有關。本實驗進一步證明了對于牙周病引起牙周支持組織吸收的病例，套筒冠義齒修復可起到牙弓夾板作用。因此，牙槽骨水平吸收在30%以內的牙齒，均可作為套筒冠義齒的基牙。

1王紅梅，楊永進，蔡興偉.套筒冠義齒修復輕中度牙周炎伴多數牙缺失的療效觀察〔J〕.中華老年口腔醫學雜志，2012；10(3)：142-5.

2賈素俠，李國賓，張志偉.圓錐形套筒冠義齒修復老年人牙周病伴牙列缺損的療效〔J〕.中國老年學雜志，2012；32(15)：3320-1.

3陳霞云，唐倩，徐雄均.緩沖型套筒冠義齒用于中重度牙周病老年患者的臨床觀察〔J〕.中華老年口腔醫學雜志，2012；10(2)：77-80.

4劉偉，周志強，文愛杰.牙周病牙列缺損圓錐形套筒冠義齒修復療效觀察〔J〕.北京口腔醫學，2012；20(6)：343-4.

5杜軍，張帆，李二紅.圓錐型套筒冠義齒修復牙列缺損的療效觀察〔J〕.實用口腔醫學雜志，2011；27(5)：715-6.

6Kamposira P，Papavasious G，Bayne SC.Fin-Element analysis estimates of cement microfracture under complete veneer ceneer crowns〔J〕.J Prosthetic Dentistry，1994；71(5)：435.

7巢永烈，楊永豐，趙云鳳，等.天然牙-末端種植牙固定橋的受載分析〔J〕.華西口腔醫學雜志，1995；13(1)：6.

8徐君伍.口腔修復學〔M〕.第4版.北京：人民衛生出版社，2000：288-309.

9許正龍.圓錐型套筒冠義齒修復牙列缺損的臨床應用〔J〕.口腔醫學，2008；28(11)：612.

10劉海光，柏寧，梅予峰.套筒冠式牙周夾板固定在重度牙周病治療中的應用觀察〔J〕.口腔醫學，2009；29(12)：643-5.

11王云霞.套筒冠式固定橋對牙周炎伴牙列缺損患者基牙牙周狀況的影響〔J〕.口腔醫學研究，2013；29(9)：836-8.

〔2014-10-09修回〕

(編輯趙慧玲/曹夢園)

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.14.083

高翔(1972-)，女，主任醫師，碩士，碩士生導師，主要從事義齒固定研究。

R783.6

A

1005-9202(2016)14-3532-03；

1包頭醫學院第一附屬醫院口腔科2大連中山趙云剛口腔診所

3吉林大學機械工程學院生物力學教研室