通過有限元分析直線通路微創(chuàng)開髓洞型的臨床應(yīng)用效果及預(yù)后影響

潘曉勤 張繼生

根管治療的目的是去除根管系統(tǒng)內(nèi)殘余細(xì)菌、牙髓及其他代謝產(chǎn)物。一般認(rèn)為，牙齒牙體組織在根管治療后，因缺少足夠的營養(yǎng)供應(yīng)，易造成牙釉質(zhì)與牙本質(zhì)生物力學(xué)出現(xiàn)改變。開髓是根管治療的基礎(chǔ)，有效清除根管為主要目的[1-2]。傳統(tǒng)開髓洞型要求開髓洞型需盡量擴(kuò)展，以滿足預(yù)備儀器的直線通路，但過大的開髓洞型使牙體遭受破壞，進(jìn)而增加根管治療后牙齒折斷風(fēng)險。所以，探尋一種有效的開髓方式，以減少開髓洞型的預(yù)備量，進(jìn)而改善根管治療后牙齒抗折強(qiáng)度具有重要意義[3-4]。近年來微創(chuàng)牙科理念逐漸用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，直線通路微創(chuàng)開髓洞型作為微創(chuàng)牙科的一個分支，可在牙髓治療過程中最大限度保留原有組織，提高患牙抗折力，預(yù)防不可逆疾病的發(fā)生。但現(xiàn)階段國內(nèi)外研究報道對于直線通路微創(chuàng)開髓洞型是否優(yōu)于傳統(tǒng)開髓洞型，更能保持牙齒抗力尚無統(tǒng)一定論。鑒于此，本次研究選擇80例因牙周病或正畸拔除上頜第一前磨牙的患者，對有限元分析直線通路微創(chuàng)開髓洞型的應(yīng)用價值展開探討，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

入組時間為2021年1-6月，選擇東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院溧水分院口腔內(nèi)科收治的80例因牙周病或正畸拔除上頜第一前磨牙的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：牙周病診斷參照《牙周病學(xué)》[5]，能積極配合臨床各項檢查；口腔衛(wèi)生良好，手術(shù)配合度良好；認(rèn)知功能正常；臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往有精神病史；合并心肝肺等嚴(yán)重器質(zhì)性功能不全；近期有創(chuàng)傷史或手術(shù)史；合并口腔感染性疾病；依從性較差，不能配合完成隨訪工作；妊娠及哺乳期女性。80例患者中，男42例，女38例；年齡22～67歲，平均（38.70±3.50）歲；體重指數(shù)（BMI）為18～30 kg/m2，平均（24.27±2.38）kg/m2。本研究已經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 構(gòu)建三維模型 應(yīng)用nanoVoxel-1000顯微CT設(shè)備掃描離體牙，分辨率為20 μm，通過Evaluation軟件分析離體牙影像，保證數(shù)據(jù)完整并導(dǎo)出，構(gòu)建三維模型。于三維模型牙根外建立起牙周膜模型，厚度為0.30 mm。于牙周膜模型外，通過圓柱形式進(jìn)行牙槽骨模擬，其中密質(zhì)骨包繞松質(zhì)骨，厚度 ＞1.5 mm，松質(zhì)骨厚度 ＞2.0 mm。根據(jù)離體上頜第一前磨牙DICOM數(shù)據(jù)構(gòu)建的三維模型中，分別模擬未治療，基于三維根管解剖建立的直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型和傳統(tǒng)開髓洞型。

1.2.2 建立開髓洞型 其中直線通路微創(chuàng)開髓洞型：使用圓柱模擬高速裂鉆，直徑為1.4 mm，鉆針進(jìn)入點取頜面和根管冠段中軸延伸線交點間的范圍，沿頰腭側(cè)根管冠段方向建立起直線通路，在任意視角下，僅暴露1個根管口。桁架開髓洞型：使用圓柱模擬高速裂鉆，直徑為1.4 mm，車針取根管口在頜面的垂直投射點，進(jìn)入髓腔，沿牙體長軸方向建立起直線通路，去除兩管口上方牙體組織，充分暴露頰腭2個根管口，完全保留其間牙體組織。傳統(tǒng)開髓洞型：使用圓柱模擬高速裂鉆，直徑為1.4 mm，車針起始點取頜面中央進(jìn)入髓腔，頰舌沿牙體長軸方向向完全揭凈髓室頂，充分暴露髓室底，建立起設(shè)備進(jìn)入根管的直線通路。其中傳統(tǒng)開髓洞型由于開髓洞間牙體組織遮擋，使用流動樹脂進(jìn)行整體模擬充填，直線通路微創(chuàng)開髓洞型與桁架開髓洞型模型的開髓洞上部使用膏體樹脂進(jìn)行模擬充填，釉質(zhì)牙骨質(zhì)界上方2 mm范圍使用流體樹脂進(jìn)行模擬充填。

1.2.3 載荷設(shè)置 根據(jù)不同咀嚼方式模擬不同集中力負(fù)載模式，包括斜向與縱向負(fù)載模式，其中斜向負(fù)載模式：和牙體長軸呈45°，在腭尖頰斜面一點施加250 N的力，縱向負(fù)載模式：和牙體長軸呈30°，向中央窩施加250 N的力。

1.3 觀察指標(biāo)

（1）斜向負(fù)載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值分析。記錄斜向負(fù)載模式下，模擬未治療、直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部的von Mises應(yīng)力分布峰值。（2）縱向負(fù)載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值分析。記錄縱向負(fù)載模式下，模擬未治療、直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部的von Mises應(yīng)力分布峰值。（3）預(yù)后分析。對患者隨訪3個月，記錄術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況，并發(fā)癥包括面部腫脹與創(chuàng)口感染等。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 23.0軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，計量資料用（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，并應(yīng)用Games-Howell法進(jìn)行組間比較；計數(shù)資料以率（%）表示，比較采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同治療方式斜向負(fù)載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較

斜向負(fù)載模式下，直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于模擬未治療（P＜0.05），且傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型（P＜0.05），但桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1和圖1。

表1 80例患者不同治療方式斜向負(fù)載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較[Mpa，（±s）]

表1 80例患者不同治療方式斜向負(fù)載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較[Mpa，（±s）]

*與模擬未治療對比，P＜0.05；#與傳統(tǒng)開髓洞型對比，P＜0.05。

治療方式 腭側(cè) 頰側(cè)模擬未治療 182.65±17.28 100.26±9.31直線通路微創(chuàng)開髓洞型 201.71±18.30*# 107.35±9.62*#桁架開髓洞型 198.42±17.62*# 105.80±9.15*#傳統(tǒng)開髓洞型 331.45±30.68* 170.32±16.21*F值 46.254 22.357 P值 0.000 0.000

圖1 斜向負(fù)載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布云圖

2.2 不同治療方式縱向負(fù)載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值分析

縱向負(fù)載模式下，直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于模擬未治療（P＜0.05），且傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型（P＜0.05），但桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2和圖2。

表2 80例患者不同治療方式縱向負(fù)載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較[Mpa，（±s）]

表2 80例患者不同治療方式縱向負(fù)載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較[Mpa，（±s）]

*與模擬未治療對比，P＜0.05；#與傳統(tǒng)開髓洞型對比，P＜0.05。

治療方式 腭側(cè) 頰側(cè)模擬未治療 126.31±11.61 87.72±8.12直線通路微創(chuàng)開髓洞型 172.34±15.65*# 142.22±12.20*#桁架開髓洞型 169.45±15.17*# 144.56±13.37*#傳統(tǒng)開髓洞型 200.40±18.13* 186.41±16.26*F值 46.254 22.357 P值 0.000 0.000

圖2 縱向負(fù)載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布云圖

2.3 預(yù)后分析

因牙周病或正畸拔除上頜第一前磨牙的患者經(jīng)直線通路微創(chuàng)開髓洞型治療后，共2例出現(xiàn)并發(fā)癥，面部腫脹1例，創(chuàng)口感染1例，并發(fā)癥發(fā)生率為2.50%，經(jīng)對癥處理后，均明顯好轉(zhuǎn)，預(yù)后良好。

3 討論

根管治療術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外公認(rèn)的治療牙髓與牙周病最為完善、徹底的術(shù)式。而根管治療中，開髓作為實現(xiàn)根管治療預(yù)期目的的前提，可最大限度地保留剩余牙體組織，保持剩余牙體的結(jié)構(gòu)完整[6-8]。傳統(tǒng)開髓洞型是臨床常見開髓方式，但該方式為獲得直線通路，需磨除過多的頸部牙體組織，可導(dǎo)致牙體遭受破壞，使得根管治療后牙齒折斷風(fēng)險增加。所以，選擇適當(dāng)、合理的方式進(jìn)行開髓，是根管治療的關(guān)鍵的步驟[9-11]。

微創(chuàng)牙髓治療強(qiáng)調(diào)在阻斷已有病變的基礎(chǔ)上，保持牙體結(jié)構(gòu)完整性，進(jìn)而促進(jìn)患牙遠(yuǎn)期療效提高。因微創(chuàng)開髓洞型設(shè)計理念差異，現(xiàn)階段尚無微創(chuàng)開髓的標(biāo)準(zhǔn)洞型。其中桁架開髓洞型強(qiáng)調(diào)改進(jìn)進(jìn)針位置，使用多點小洞的方式，僅在根管口上方制備開髓洞型，以最大限度地保留各開髓洞間牙體組織[12-14]，但該方式多用于磨牙，較少用于前磨牙。傳統(tǒng)開髓洞型強(qiáng)調(diào)縮小開髓洞型，以盡可能保留健康牙體組織。但上述方式均忽視了過多保留牙體組織對直線通路建立產(chǎn)生的阻礙，使相關(guān)并發(fā)癥風(fēng)險增加。直線通路微創(chuàng)開髓洞型是在傳統(tǒng)開髓洞型的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，通過準(zhǔn)確把控牙體組織去除量，精準(zhǔn)開髓與修整髓腔，可最大程度保護(hù)對咬合功能發(fā)揮作用的斜峭、舌隆突與髓室頂，提高患牙抗折力[15-17]。高羽軒等[18]學(xué)者認(rèn)為，在兩種負(fù)載模式下，直線通路微創(chuàng)開髓洞型和桁架開髓洞型間腭頰側(cè)牙頸部VM差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。本次研究發(fā)現(xiàn)，斜向與縱向負(fù)載模式下，直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于模擬未治療組，且傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型（P＜0.05），但桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。有限元分析法作為口腔生物力學(xué)的分析方法，是借助計算機(jī)進(jìn)行近似力學(xué)數(shù)值計算的方式，其以各單元集合表示整體，通過研究各個離散單元性質(zhì)，從而獲取整個連續(xù)介質(zhì)性質(zhì)。應(yīng)用有限元分析方法，分析斜向與縱向負(fù)載模式下上頜第一前磨牙直線通路微創(chuàng)開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型、桁架開髓洞型的應(yīng)力峰值，發(fā)現(xiàn)斜向與縱向負(fù)載模式下，傳統(tǒng)開髓洞型組頰腭側(cè)牙頸部應(yīng)力峰值最大，直線通路微創(chuàng)開髓洞型組和桁架開髓洞型組在腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部應(yīng)力峰值接近，提示直線通路微創(chuàng)開髓洞型的應(yīng)力集中范圍更小，應(yīng)力峰值更低，上頜第一前磨牙直線通路微創(chuàng)開髓洞型可為治療后的牙齒提供良好的抗折能力[19-20]。分析原因可能為直線通路微創(chuàng)開髓洞型和桁架開髓洞型相對于傳統(tǒng)開髓洞型而言保存了更多的牙本質(zhì)，可在修復(fù)治療中提供充足的牙本質(zhì)，保證牙體結(jié)構(gòu)完整性。經(jīng)直線通路微創(chuàng)開髓洞型治療后，共出現(xiàn)2例并發(fā)癥，發(fā)生率為2.50%，經(jīng)對癥處理后均明顯好轉(zhuǎn)，預(yù)后良好。提示上頜第一前磨牙直線通路微創(chuàng)開髓洞型有利于降低并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險，預(yù)后良好。但本研究仍存在不足之處，如納入病例較少，數(shù)據(jù)存在集中性，缺乏代表性，因此，臨床可擴(kuò)大樣本納入范圍，以進(jìn)一步提高研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。

綜上所述，通過有限元分析，直線通路微創(chuàng)開髓洞型能保護(hù)根管治療后牙體力學(xué)性能，且預(yù)后良好，可推廣應(yīng)用。