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目的:
建立人类下颌第二前磨牙桩冠及下颌第二前磨牙不同程度冠根折行牙冠延长术并冠修复的牙体、修复体及其支持组织的三维有限元模型,并对所建立的模型的牙本质及牙周膜应力进行计算比较,对下颌第二前磨牙冠根折行牙冠延长术并冠修复的适应症进行理论探讨。
方法:
(1)利用薄层CT技术和Ansys软件建立下颌第二前磨牙正常牙体及牙周组织的三维有限元模型。通过对模型的修改得到下颌第二前磨牙桩冠的三维有限元模型M0,通过对M0进行修改分别得到不同程度冠根折颊侧冠边缘延长1mm、2mm、3mm、4mm和5mm的模型M1、M2、M3、M4和M5。
(2)在Ansys有限元分析软件中将M0模型相关材料参数代入实验模型,对模型加载360N载荷,加载点为颊尖舌斜面中点(A)和中央沟(B),载荷方向分别与牙冠长轴成0°、舌向45°和颊向45°,对牙本质和牙周膜进行应力分析,所得各项应力值为本实验的耐受阂值。
(3)在Ansys中对M0、M1、M2、M3、M4.和M5加载180N载荷,加载方向和位点与M0相同,进行牙本质和牙周膜的应力计算分析。
结果:
(1)建立了下颌第二前磨牙不同程度冠根折行牙冠延长术并桩冠修复的三维有限元模型共6个:M0、M1、M2、M3、M4和M5。
(2)得出下颌第二前磨牙不同程度冠根折行牙冠延长术并桩冠修复后在颊尖舌斜面中点和中央沟,分别加载与牙冠长轴成0°、舌向45°和颊向45°的载荷时,牙本质和牙周膜应力值。
(3)对于同一模型,载荷垂直加载时的牙本质和牙周膜应力均比斜向45°加载时应力小。
(4)冠延长5mm,A点、B点加载0°180N载荷时,牙本质S1均超过耐受阈值。
(5)舌向45°180N载荷加载于各模型A点或者B点,从M0-M5,随着冠边缘的延长,牙本质von-mises和S1逐渐增大,且两力值变化趋势一致,当冠延长5mm时,牙本质S1超过耐受阈值。
(6)颊向45°180N载荷加载于A、B两点时,冠延长达到5mm,牙本质von-mises和S3均超过耐受阈值。当冠延长达3mm时,颊向45°180N载荷加载于A点,牙本质von-mises和S3力值分别达到闽值的88.07%和91.25%,颊向45°180N载荷加载于B点,牙本质von-mises和S3力值分别达到阈值的91.49%和94-39%。
(7)在冠延长5mm范围内,牙周膜应力未见超过耐受阈值。
结论:
(1)将薄层CT技术和三维有限元方法相结合建立冠根折下颌第二前磨牙行牙冠延长术并冠修复的模型是可行的。
(2)牙冠延长术后的牙体及牙周膜与正常牙齿一样,对轴向力的抵抗能力远远大于对斜向力的抵抗能力。在临床修复时应考虑采取颊舌减径,降低牙尖倾斜角度等方法来增强患牙对斜向力的承受能力。
(3)当下颌第二前磨牙颊侧斜行折裂至龈下5mm时,不适宜对患牙行牙冠延长术。当缺损至龈下3mm或者4mm时,若牙齿冠根比正常,牙根无异常的解剖结构,无牙周疾患,在考虑桩冠颊舌减径,降低牙尖倾斜角度,采用小弹性模量的桩核材料的情况下可试行保留,否则不适宜对患牙行牙冠延长术后冠修复。
(4)近牙颈部2mm范围内牙周膜对牙周组织的支持力影响重大。