不同材料桩核冠系统修复上中切牙后的三维有限元
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·25JOURNAL OF RARE AND UNCOMMON DISEASES, JUN. 2023,Vol.30, No.6, Total No.167【第一作者】刘子嫣,女,研究生,主要研究方向:口腔医学。
E-mail:****************【通讯作者】刘子嫣·论著·不同开髓方法下上中切牙贴面修复的三维有限元分析*刘子嫣* 杨春桃 王 倩 徐 丽 林 杭泉州医学高等专科学校 (福建 泉州 362000)【摘要】目的 应用三维有限元分析法分析上颌中切牙在不同开髓方法下贴面修复对牙体组织应力分布的影响。
方法 建构上颌中切牙进行三维实体模型,依据开髓方式的与贴面修复方式的不同分别建立四组实验模型,A组为传统开髓对接型瓷贴面,B组为传统开髓包饶型瓷贴面,C组为微创开髓对接型瓷贴面,D组为微创开髓包饶型瓷贴面。
加载力为静态力,施力方向和牙体长轴相交呈45°,设定载荷大小为100N,于腭侧中1/3和切1/3相交处施力,分析指标是von Mises应力、最大主应力。
结果 (1)应力峰值:通过von Mises应力和最大主应力的数据呈现,传统开髓对接型(A组)呈现出最高的应力峰值,微创开髓对接型(C组)呈现出最低的应力峰值。
(2)应力分布:相比A组,C组的应力分布情况优于A组,应力向根尖更广区域分散;相比B组,D组的应力分布情况优于与B组,应力向根尖更广区域分散;对比最大主应力与von Mises应力的应力峰值数据,A组峰值数值高于B组;D组峰值数值稍高于C组;A组和B组在应力分布情况上差异不明显;C组和D组在应力分布情况上差异不明显。
结论 从生物力学角度考虑上颌中切牙开髓建议使用微创方式;传统开髓后建议选取包饶型贴面;微创开髓后两终贴面均可选择。
【关键词】传统开髓;微创开髓;三维有限元;贴面【中图分类号】R783.3【文献标识码】A【基金项目】泉州医学高等专科学校校级课题(XJK1925B) DOI:10.3969/j.issn.1009-3257.2023.06.012Three-Dimensional Finite Element Analysis of Upper and Middle Incisor Veneer Restoration Under Different Pulp Opening Methods*Liu Zi-yan *, Yang Chun-tao, Wang Qian, Xu Li, Lin hang.Quanzhou Medical College,Quanzhou 362000, Fujian Province, Chinaabstract: objective by three-dimensional finite element method. Methods a three-dimensional corporeal model of maxillary central incisor was builded. Four groups of experimental models were established according to the discrepant methods of endodontics and veneer repair . group a was the traditional pulp open butt porcelain veneer, group B was the traditional pulp open butt porcelain veneer, group C was the minimally invasive pulp open butt porcelain veneer, and group D was the minimally invasive pulp open butt porcelain veneer . The loading force was static force, and the direction of force application intersects with the tooth axis at a 45°. The load was set as 100n, and the force was applied at the intersection of the middle 1/3 of the palatal side and the cut 1/3. The analysis indexes were von Mises stress and maximum main stress. Results (1) the maximum value stress of traditional open type pulp docking (group a) von Mises stress and the maximum main stress assumes the highest stress peak, minimally invasive open type pulp docking (group C) von Mises stress and maximum principal stress presents the minimum stress peak value. (2) Distribution of stress: match group C against group a,the stress distribution of group C is better than group a, and the tress disperses towards a wider area in the tooth root .Match group D against group B, the group D’s stress distribution was better than that of group B, and the stress dispersed to a wider area in the tooth root . The maximum value stress of group a in the maximum main stress and von Mises stress were more than those of group B. The maximum main stress and von Mises maximum value stress of group D were slightly higher than those of group C. The difference of stress distribution between group a and group B is not obvious. The difference of stress distribution between group C and group D is not obvious. Conclusion opening, it is recommended to choose the bag type veneer; Both final veneers can be selected after minimally invasive pulp opening.Keywords: Traditional Endodontics; Minimally Invasive Endodontics; Three-Dimensional Finite Element; Veneer 上颌中切牙是外伤高发的牙位,外伤后易出现牙髓或根尖周炎症,临床需要进行根管治疗。
[DOI ]10.12016/j.issn.2096⁃1456.2017.02.013·综述·【收稿日期】2016⁃04⁃13;【修回日期】2016⁃05⁃26【基金项目】广东省科技计划项目(2016ZC0134)【作者简介】陈海,副主任医师,学士,Email :chwy7377@ 【通讯作者】黄雨婷,硕士研究生,学士,Email :1194394844@ 三维有限元分析法(three⁃dimensional finite ele⁃ment method )是一种理论力学的分析计算方法,是在整个分析过程中建立能够真实再现实体状态的几何模型,是决定其研究结论是否具有科学性和实用价值的关键所在[1]。
三维有限元分析法的优势在于可将具有不规则外形结构的物体分割成许多可以单独负载的简单小单元,从而评估整个不规则结构的受力情况[2]。
先离散、后整合的方法是三维有限元法的基本思想[3]。
如今,在口腔生物力学领域,三维有限元分析法已涉及口腔颌面外科、种植、修复、正畸、牙周及牙体牙髓各方面。
本文就三维有限元分析法在牙体缺损修复方式中的运用研究进行综述。
1直接充填修复的三维有限元分析临床中,活髓牙的牙体缺损面积不大时,可进行直接充填,这是在去净腐质并尽量保存牙体组织的原则下进行的。
而牙齿及其支持组织的生物学特性是患牙充填治疗时必须考虑的[4⁃5]。
通过三维有限元分析,对不同洞型的受力开展研究,可以为临床洞型设计提供理论参考。
在咀嚼作用下,牙冠表面受到的压力可能会导致牙或修复体的折断或者两者的衔接面出现裂隙并延伸至牙体内部。
Shubhashini 等[6]对不同的充填材料在修复Ⅴ类洞型时的应力集中状况进行研究,发现应力集中发生在洞形边缘,在反复受力时,牙体组织容易三维有限元法在研究不同牙体修复方式中的应用陈海1综述;黄雨婷2,甘友华2审校1.宜都市第一人民医院口腔科,湖北宜都(443000);2.广州医科大学附属口腔医院牙体牙髓科,广东广州(510000)折裂,修复缺损有利于减小应力集中。
不同粘接剂对后牙分裂桩冠修复应力分布影响的有限元分析目的建立下颌第一磨牙残根分裂桩冠修复的三维有限元模型,分析不同粘接剂粘接时残根应力分布特点,从而得到在不同情况下与分裂桩冠修复相匹配的最佳粘接剂。
方法选取健康的下颌第一磨牙离体牙,沿釉牙骨质界将冠部去除,对处理后的残根进行CT扫描。
将CT影像导入逆向工程软件,重建下颌后牙残根的三维有限元模型;制作与残根相匹配的纯钛分裂桩冠修复体,同样进行CT 扫描,在MIMICS中重建出修复体的模型,并进行装配,对比分析不同粘接系统在垂直载荷及侧向载荷下对根管内部及残根断面应力的分布特点。
结果建立了下颌第一磨牙残根的三维有限元模型及分裂桩冠有限元模型,并进行匹配安装。
随着粘接剂弹性模量的增加,根管内的最大应力也在增加,磷酸锌的弹性模量最大,根管内承受的应力最大;Superbond C&B的弹性模量最小,根管内承受的应力最小,且侧向载荷的应力要远大于垂直载荷。
在垂直载荷下,对于不同粘接剂,施加在残根断面的载荷比较平均。
在侧向载荷下最大应力要远大于垂直工况。
使用磷酸锌粘接剂时残根断面的应力最小,使用Superbond C&B时残根断面应力最大。
结论在分裂桩冠修复后牙残根时,不同的粘接剂对牙体组织的应力保护作用有很大区别。
当根管口处牙体组织较为薄弱时,为避免其发生劈裂,建议采用弹性模量较大的粘接剂,如磷酸锌;当根管口处牙体组织抗力形较好而牙根较细或根管壁薄弱时,建议采用弹性模量较小的粘接剂,如Superbond C&B。
标签:粘接剂;分裂桩冠;三维有限元牙体缺损是口腔的常见病、多发病。
完善的根管治疗使残根能尽可能的保留。
桩冠与桩核冠是桩核修复的两种基本形式。
由于磨牙根分叉较大,使用单一整体桩核很难获得共同就位道,勉强就位易使根壁组织磨损过多而导致根管壁侧穿。
分裂桩核技术的应用很好地解决了这个问题[1]。
分裂桩冠为分裂桩核冠与桩冠的衍生体,在分裂桩冠修复技术中,牙冠与其中一个桩及核铸造成一体,另外一个或两个桩通过就位孔道插入根管内,外冠通过与其相连的桩获取了充足固位力。
三维有限元在桩核冠修复中的应用三维有限元法(Three-dimensional finite element method)是一种与计算机技术相结合的数值分析法。
其基本思路是将目标整体离散成有限个单元的集合体,通过对每个单元的力学分析,获得目标整体的力学性质。
它具有其他应力分析法所无可比拟的优点,作为一种理论分析方法在口腔生物力学领域得到了广泛应用。
利用三维有限元法进行力学分析,可以对较复杂的物体建模,较真实地反映口腔情况,模拟整体和局部的应力,位移值及其分布规律,并可根据需要改变受载负荷和边界条件等力学参数,在维持原几何模型不变的前提下,进行对比分析。
本文就近年来三维有限元法在牙体缺损后牙齿的桩核冠修复中的运用状况综述如下。
1 牙体缺损程度根管治疗后大面积牙体缺损的患牙通常都需要进行桩核修复,杜莉等[1]通过磨片法建立上颌第一磨牙桩核冠有限元模型,比较上颌第一磨牙4种不同程度牙体缺损桩核冠修复后的牙本质应力分布情况。
当水平向牙体剩余量大于1/2时,剩余牙体组织所受应力较大,上颌第一磨牙的腭根根分叉处是根折的危险区域。
我们在平时临床修复中尤其注意缺损量大于1/2时的牙齿。
针对于缺损较大的牙齿修复,吴张等通过UG构建出4组不同程度缺损至牙龈与牙槽骨内的残根且采用龈下桩核冠修复的模型,导入Ansys有限元分析软件中构建有限元模型,并对模型中龈下桩与牙龈和骨接触面的受力及位移进行分析。
4个实验组模型的龈下桩骨接触表面的最大位移均聚乙烯纤维树脂桩>玻璃纤维树脂桩>铸造金合金桩>铸造钛合金桩>铸造Ni-cr合金桩,但应力值相差很小。
6种不同桩修复后桩-牙本质界面应力大小的顺序为:铸造Ni-cr合金桩>铸造钛合金桩>铸造金合金桩>玻璃纤维树脂桩>聚乙烯纤维树脂桩>石英纤维桩,且应力值相差较大[7]。
Heydecke等[8]采用Meta分析回顾了1995~2000年的1773篇报道,发现铸造和预成金属桩的牙折大多位于牙根中部或根尖1/3,而与牙本质弹性模量相近的纤维桩多为牙根颈1/3处的可修复牙折。
《中国组织工程研究》 Chinese Journal of Tissue Engineering Research文章编号:2095-4344(2018)26-04123-05 4123www.CRTER .org·研究原著·林奕,女,1993年生,湖南省株洲市人,汉族,哈尔滨医科大学在读硕士,主要从事口腔种植学方向研究。
通讯作者:史久慧,主任医师,哈尔滨医科大学附属第一医院群力院区口腔科,黑龙江省哈尔滨市 150001中图分类号:R318 文献标识码:A稿件接受:2018-03-13Lin Yi, Master candidate, Department of Implantology, Branch of Qunli District, the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150001, Heilongjiang Province, ChinaCorresponding author: Shi Jiu-hui, Chief physician, Department of Implantology, Branch of Qunli District, the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150001, Heilongjiang Province, China不同种植体平台位置磨牙联冠修复的三维有限元分析林 奕,陶献发,王屹博,丁 超,邢舰誉,徐 冉,史久慧(哈尔滨医科大学第一附属医院群力院区口腔科,黑龙江省哈尔滨市 150001)DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.0894 ORCID: 0000-0001-7897-7397(林奕)文章快速阅读:文题释义:种植体平台:是种植体颈部最冠方平面,用于连接基台和(或)修复体。
桩核冠修复下颌第一前磨牙牙颈部应力的三维有限元分析王东;侯玉一;侯玉泽;王文【摘要】对桩核冠治疗下颌第一前磨牙的不同修复方式进行三维有限元力学分析,探讨修复方法和应力间联系.采用三维螺旋CT对包埋块进行断层扫描,得到数据采用Mimcs10.0进行三维建立,再输进ANSYS13.0三维有限元软件里,创建相应的模型.最大的剪切应力产生于无牙本质肩领以及牙冠360°缺损的状况下;而最大的主应力是在颊舌侧有牙本质同时邻面牙本质破坏的状况下产生.经由三维有限元剖析得出,当牙齿的冠部无牙本质肩领时,不适于采用纤维桩树脂核去做修复;在舌侧牙本质存在宽度缺陷时,需把牙本质肩领的高度提上去,使纤维桩树脂核的修复安全可靠性得到增强.【期刊名称】《佳木斯大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】3页(P805-807)【关键词】桩核冠;第一前磨牙;应力分析;三维有限元【作者】王东;侯玉一;侯玉泽;王文【作者单位】佳木斯大学附属口腔医院,黑龙江佳木斯154002;佳木斯大学附属口腔医院,黑龙江佳木斯154002;佳木斯大学附属口腔医院,黑龙江佳木斯154002;佳木斯大学附属口腔医院,黑龙江佳木斯154002【正文语种】中文【中图分类】R783.51 材料与方法1.1 标本的选择和数据的获取根据《中国人牙的测量和统计》一书[1],选用一颗几乎是标准的下颌第一前磨牙(离体状态),这颗牙齿的冠长为7.8 mm,根长为13.5 mm, 没有牙体的缺损及磨耗情况。
采用包埋以后实施标准的三维螺旋CT断层扫描,最终得到了31层断面。
接下来在显示仪器中对于每一层的图像实施详细的检查,并进行合理的调整,让图像是分辨率最佳,最后进行详细的数据处理和记录。
将CT扫描以后的相关数据资料根据DICOM(医学数字成像与通信)要求去进行存储。
针对扫描获得的数据采用Mimcs10.0进行三维再建,把再建得出的数据输进ANSYS13.0三维有限元软件里,完成三维有限元模型的建立。
天然上颌中切牙与种植体应力规律的三维有限元分析目的:采用三维有限元分析法对天然上颌中切牙与种植体应力分布规律进行分析,为义齿种植与修复提供依据。
方法:选择天然牙5种不同解剖分型,利用ANSYS、UGNX等软件,建立三维有限元模型,对种植体与周围局部结构关系进行研究,对种植体与牙长轴不同夹角施加相同静态荷载力,对5种上颌中切牙压根与种植体应力分布情况进行分析。
结果:随着加载力角度的增加,种植体与天然牙的等效应力值均呈增大趋势,从0°~90°逐渐上升,且种植体增大的幅度大于天然牙。
其中B2分型中,种植体等效应力在0°时最小(17.608 MPa);P1分型中,种植体等效应力在90°时最大(132.1 MPa)。
在加载力角度方面,30°~90°时,B1分型中,天然牙等效应力值在90°时达到60 MPa;M1分型中,种植体等效应力在90°时达到149 MPa;加载力角度为0°时,因具有特殊性,因此在P1分型中,天然牙等效应力达到最大值(10 MPa);M1分型中,种植体等效应力达到最大值(28 MPa)。
結论:与牙根应力分布相比,种植体应力分布区间更小。
表明随着咬合力度的增大,天然牙与种植体受力呈正比,并且在承受咬合力方面,天然中切牙大于种植体。
标签:上颌中切牙;种植体;口腔生物材料;三维有限元随着牙科技术的发展,各种保存残冠残根的桩核冠修复技术在临床中应用越来越多,口腔修复领域内,为了对修复效果进行评价,有限元分析是最佳选择。
三维有限元分析在应力分析方面功能强大,通过对实体进行数字建模,对影响物体力学性能的各种因素利用计算机进行分析,同时也对各因素之间的相互作用进行分析,对不同材料力学行为可有效显示出来[1]。
上颌中切牙是美学区最重要的标志,对美学区种植体产生影响的因素有很多,如咬合力、解剖结构等,一旦受不良因素的影响,种植体可能出现金属暴露、软组织退缩等并发症。