魏琦玲 李崴嵬

(河北省唐山工人醫(yī)院口腔科 河北唐山 063000)

在牙體保存治療技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，殘根、殘冠的保留取得了很大成功，樁核修復(fù)體為殘根殘冠的修復(fù)提供了可能，但是，隨著樁核冠修復(fù)后失敗病例的屢屢出現(xiàn)，樁核材料選擇也就成為了修復(fù)設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)重要部分。近年來(lái)口腔修復(fù)材料飛速發(fā)展，很多新型樁核材料已逐漸被運(yùn)用到樁核冠系統(tǒng)中。本研究通過(guò)三維有限元分析的方法分析陶瓷樁核、鈷鉻合金樁核以及復(fù)合樹脂樁核在修復(fù)前磨牙［1］應(yīng)力分布的影響，以供臨床參考。

1 材料與與法

1．1 模型的建立 選取臨床拔除的成人前磨牙(牙根根管為單根管)，螺旋 CT(Siemens sensation 64，siemense，German)對(duì)所選擇前磨牙進(jìn)行斷層掃描，掃描截面垂直牙體長(zhǎng)軸、斷層厚度0．625mm，層與層重疊0．3mm，重建二維有效斷層圖片以DICOM格式存儲(chǔ)輸出。利用Mimics軟件讀取CT斷層掃描DICOM格式影像數(shù)據(jù)，根據(jù)CT值不同區(qū)分不同組織，對(duì)具有相似灰度特征的區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)分割擬合、調(diào)整三維重建牙冠、牙根及牙髓腔，圖形以標(biāo)準(zhǔn)的三維文件格式STL分別輸出。將牙冠、牙根及牙髓腔的圖形文件讀入Geomagic Studio軟件。修改牙本質(zhì)軸面并調(diào)整髓腔形貌，根據(jù)口腔修復(fù)學(xué)的要求，設(shè)計(jì)樁核冠修復(fù)體冠頸部，設(shè)置鑄造鈷鉻合金樁核，鑄造樁核形態(tài)與根管形態(tài)相適應(yīng)，使其符合牙體預(yù)備后樁核修復(fù)的形態(tài)，樁長(zhǎng)度為樁能夠就位的最大長(zhǎng)度。樁末端為牙膠尖封閉，樁粘結(jié)劑層忽略［2，3］。通過(guò)補(bǔ)洞、光滑、轉(zhuǎn)換三角域Bezier曲面為Nurbs曲面用最少的曲面擬合出各部件的表面形貌。最后對(duì)模型各部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，見圖1。

圖1 前磨牙模型網(wǎng)格示意圖

1．3 材料性能 此模型中假設(shè)所有材料均為均勻各向同性的線彈性體。主要參數(shù)見表1。

表1 模型中所用材料的主要力學(xué)參數(shù)

2 結(jié)果

2．1 牙本質(zhì)內(nèi)Von mises應(yīng)力、最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力峰值4種不同材料樁修復(fù)時(shí)，牙本質(zhì)內(nèi)Von mises應(yīng)力、最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力峰值結(jié)果見表2。

表2 4種不同材料樁修復(fù)時(shí)牙本質(zhì)內(nèi)相應(yīng)指標(biāo)比較［n(%)］

2．2 樁修復(fù)對(duì)應(yīng)力峰值的影響 根據(jù)牙本質(zhì)內(nèi)Von mises應(yīng)力及最大主應(yīng)力分布規(guī)律［5］以及實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可以認(rèn)為:彈性模量較高的鈷鉻合金樁核與鑄瓷樁核可降低牙本質(zhì)的Von mises應(yīng)力、最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力的應(yīng)力峰值。而復(fù)合樹脂樁修復(fù)后的牙本質(zhì)最大主應(yīng)力高應(yīng)力區(qū)均位于唇舌側(cè)頸部牙根外部本質(zhì)內(nèi)。并且復(fù)合樹脂樁核并沒(méi)有有效的降低牙體應(yīng)力。

3 討論

牙本質(zhì)的Von mises應(yīng)力反映材料內(nèi)部一點(diǎn)的綜合應(yīng)力，最大主應(yīng)力反映材料內(nèi)部一點(diǎn)的最大可能拉應(yīng)力，最小主應(yīng)力反映材料內(nèi)部一點(diǎn)的最大可能壓應(yīng)力。有限元分析法是生物力學(xué)領(lǐng)域中評(píng)價(jià)分析材料力學(xué)特性的主要手段之一，近年來(lái)隨著技術(shù)的不斷成熟和高精度螺旋CT的出現(xiàn)，有限元分析軟件已經(jīng)發(fā)展到能對(duì)人體各部位復(fù)雜的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行真實(shí)模擬和精密分析，成為生物力學(xué)研究中的一種重要工具。有研究已證實(shí)頸部牙體通常承受較大的壓應(yīng)力，往往會(huì)有應(yīng)力集中，而舌側(cè)頸部牙體通常承受拉應(yīng)力，不會(huì)形成應(yīng)力集中［6］。本實(shí)驗(yàn)中使用瓷樁核與金屬樁核相比，對(duì)剩余牙體組織的應(yīng)力大小和分布沒(méi)有明顯的影響。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樁修復(fù)后其應(yīng)力分布規(guī)律與樁材料的彈性模量密切相關(guān)。使用金屬樁核或瓷樁核彈性模量相似的樁核材料，其剩余牙根的最大應(yīng)力值和應(yīng)力分布情況近似，在應(yīng)力最集中的牙頸部區(qū)域，應(yīng)力峰值均顯著降低。與金屬樁和瓷樁核比較，彈性模量與牙本質(zhì)相近的復(fù)合樹脂樁修復(fù)后牙本質(zhì)應(yīng)力分布規(guī)律與樁修復(fù)前相似，其應(yīng)力峰值較樁修復(fù)前并無(wú)明顯變化。筆者認(rèn)為，復(fù)合樹脂樁由于材料彈性模量低，故改變應(yīng)力分布作用不明顯，高彈性模量的樁將應(yīng)力集中在樁周的牙本質(zhì)界面上，分散了頸部牙體的應(yīng)力，而彈性模量低的復(fù)合樹脂樁不會(huì)出現(xiàn)類似現(xiàn)象。這就提示在臨床工作中，由于在進(jìn)行牙冠部的牙體預(yù)備時(shí)需磨除一定量的頸部牙體組織，因此頸部牙體組織是相對(duì)薄弱部分，如不注意保護(hù)，復(fù)合樹脂樁核修復(fù)后較金屬樁核及瓷樁核更容易發(fā)生牙體折斷，造成修復(fù)的失敗。

［1］ 馮海蘭．口腔修復(fù)學(xué)［M］．北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社，2005．55-96

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