開髓方式與全冠修復(fù)對(duì)上頜中切牙應(yīng)力分布影響的三維有限元分析.pdf

1、研究目的
　　采用三維有限元分析法分析不同開髓方法及全冠修復(fù)對(duì)上頜中切牙牙體組織應(yīng)力分布的影響，研究在外界載荷下依照臨床治療方案所構(gòu)建的不同模型最大應(yīng)力值的大小以及應(yīng)力的分布規(guī)律，以期在生物力學(xué)角度為臨床上開髓方式的選擇提供理論指導(dǎo)并評(píng)估開髓方式對(duì)后續(xù)修復(fù)的影響規(guī)律。
　　研究方法
　　CT掃描上頜中切牙后通過醫(yī)學(xué)圖像軟件Mimics和建模軟件Creo構(gòu)建上頜中切牙三維實(shí)體模型，在此基礎(chǔ)上根據(jù)開髓方式的不同及是否行全瓷

2、冠修復(fù)建立四組模型，分別為:
　　A組:傳統(tǒng)開髓樹脂充填組;
　　B組:傳統(tǒng)開髓后全瓷冠修復(fù)組;
　　C組:微創(chuàng)開髓樹脂充填組;
　　D組:微創(chuàng)開髓后全瓷冠修復(fù)組。
　　載荷的施加方式亦分為兩種:
　　1.靜態(tài)加載:于舌側(cè)切三分之一與中三分之一交界處施加大小為100N，角度與牙體長軸呈45°方向的靜態(tài)力。
　　2.動(dòng)態(tài)加載:以切緣近遠(yuǎn)中向中點(diǎn)處為起點(diǎn)，模擬下頜牙對(duì)上頜牙的咬合力作用，施加大小為1

3、00N，與牙長軸呈45°方向的力，力的作用位置隨時(shí)間不斷變化，最終在0.2 s后移動(dòng)至矢狀面上距離切緣3mm處。
　　采用Hypermesh獲得模型較高質(zhì)量網(wǎng)格并導(dǎo)入有限元分析軟件ABAQUS(R)中，對(duì)所建立的牙體組織有限元模型中最大主應(yīng)力、von Mises應(yīng)力和改良von Mises應(yīng)力進(jìn)行分析。
　　結(jié)果
　　1.靜態(tài)加載的受力分析
　　(a)無全冠修復(fù)的模型中，C組的最大主應(yīng)力、von Mises應(yīng)力及

4、改良von Mises應(yīng)力的應(yīng)力峰值均較A組低，降低比率分別為5.79％、3.07％和6.99％。
　　(b)無全冠修復(fù)的模型中，在牙頸部應(yīng)力分布集中的區(qū)域，C組的von Mises應(yīng)力及改良von Mises應(yīng)力的應(yīng)力分布與A組相比，應(yīng)力集中程度較低，且應(yīng)力集中的區(qū)域較小，在最大主應(yīng)力以及改良von Mises應(yīng)力上尤為明顯。
　　(c)無全冠修復(fù)的模型中，在牙根牙本質(zhì)處，C組的von Mises應(yīng)力及改良vonMises

5、應(yīng)力的應(yīng)力分布與A組相比更為均勻，應(yīng)力分散至根尖更廣泛區(qū)域。
　　(d)冠修復(fù)后，B組的最大主應(yīng)力、von Mises應(yīng)力及改良von Mises應(yīng)力的應(yīng)力峰值比A組均有所降低，應(yīng)力分布狀態(tài)未明顯改變;D組的最大主應(yīng)力及改良von Mises應(yīng)力的應(yīng)力峰值相比于C組略升高，von Mises應(yīng)力有所降低，應(yīng)力分布狀態(tài)未有明顯的改變。
　　2.動(dòng)態(tài)加載的受力分析
　　(a)A組、B組、C組和D組的最大主應(yīng)力、von Mi

6、ses應(yīng)力及改良von Mises應(yīng)力的應(yīng)力峰值隨著加載位置從切緣向根向的移動(dòng)均逐漸減小。
　　(b)在未行冠修復(fù)的模型中，A組模型在加載周期內(nèi)應(yīng)力均大于C組，且加載至0.13s載荷作用位置位于開髓孔上端時(shí)，最大主應(yīng)力、von Mises應(yīng)力及改良von Mises應(yīng)力的峰值變化趨勢(shì)改變，峰值減小趨勢(shì)減弱，A組的應(yīng)力峰值大于C組的趨勢(shì)更加明顯。相比于A組模型，C組模型的應(yīng)力峰值在整個(gè)加載過程中變化趨勢(shì)無明顯改變。
　　(c)

7、冠修復(fù)后，D組模型最大主應(yīng)力、von Mises應(yīng)力及改良von Mises應(yīng)力均小于B組，冠修復(fù)后的B組和D組模型在整個(gè)加載過程中應(yīng)力峰值變化趨勢(shì)平穩(wěn)。
　　(d)在傳統(tǒng)開髓方式下，B組模型在載荷施加點(diǎn)移動(dòng)至開髓孔前時(shí)未明顯改變應(yīng)力峰值大小，載荷施加于復(fù)合樹脂時(shí)，B組模型中的應(yīng)力小于A組模型中的應(yīng)力。
　　(e)在微創(chuàng)開髓方式下，D組模型的最大主應(yīng)力以及改良von Mises應(yīng)力的應(yīng)力峰值整體上均大于C組模型的應(yīng)力峰值，D

8、組模型的von Mises應(yīng)力的應(yīng)力峰值小于C組模型。
　　(f)在整個(gè)加載周期內(nèi)，C組模型的von Mises應(yīng)力、最大主應(yīng)力以及改良的von Mises應(yīng)力在應(yīng)力集中區(qū)域上均小于A組模型模型，且應(yīng)力被傳輸至牙根更大范圍，應(yīng)力集中程度降低，該現(xiàn)象在加載開始階段尤為明顯。B組模型與D組模型的應(yīng)力分布狀態(tài)較為接近。
　　結(jié)論
　　(1)上頜中切牙無冠修復(fù)時(shí)，微創(chuàng)開髓方式較傳統(tǒng)開髓方式減小了所受應(yīng)力，同時(shí)緩解了應(yīng)力集中，從

9、生物力學(xué)角度分析微創(chuàng)開髓方式優(yōu)于傳統(tǒng)開髓方式。
　　結(jié)論
　　(1)上頜中切牙無冠修復(fù)時(shí)，微創(chuàng)開髓方式較傳統(tǒng)開髓方式減小了所受應(yīng)力，同時(shí)緩解了應(yīng)力集中，從生物力學(xué)角度分析微創(chuàng)開髓方式優(yōu)于傳統(tǒng)開髓方式。
　　(2)傳統(tǒng)開髓后的樹脂充填修復(fù)因楔效應(yīng)的存在，冠修復(fù)能夠消除了楔效應(yīng)帶來的力的放大效果，使得牙體的受力更加均勻，而對(duì)于微創(chuàng)開髓來說，冠修復(fù)能夠改善牙體組織的受力，且進(jìn)一步保證根管治療后的遠(yuǎn)期預(yù)后，臨床上可以采用微創(chuàng)開