兩種套筒冠義齒修復(fù)牙周病游離端缺失基牙應(yīng)力分析

王　偉，張　艷，袁　琳

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 口腔科，吉林 長(zhǎng)春130033)

兩種套筒冠義齒修復(fù)牙周病游離端缺失基牙應(yīng)力分析

王偉，張艷*，袁琳

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 口腔科，吉林 長(zhǎng)春130033)

摘要：目的分析兩種套筒冠義齒修復(fù)牙周病伴游離端缺失基牙應(yīng)力分布，為牙周病牙列缺損修復(fù)方法選擇提供理論依據(jù)。方法應(yīng)用三維有限元方法比較分析支持型套筒冠義齒與溝槽套筒冠義齒修復(fù)牙周病伴游離端缺失基牙應(yīng)力峰值及應(yīng)力分布情況。結(jié)果溝槽套筒冠義齒基牙最大應(yīng)力為3.05 Mpa，支持型套筒冠義齒應(yīng)力峰值為3.33 Mpa，兩種義齒均在遠(yuǎn)下斜向加載牙槽骨吸收達(dá)2/3時(shí)應(yīng)力最大，在垂直加載牙槽骨正常時(shí)應(yīng)力最小。支持型套筒冠基牙應(yīng)力集中較溝槽套筒冠更偏向于牙頸部。結(jié)論溝槽套筒冠義齒基牙應(yīng)力小于常規(guī)支持型套筒冠義齒，應(yīng)力分布更均勻，更適合牙周病牙列缺損修復(fù)；基牙應(yīng)力隨著牙槽骨吸收增加而增加；非軸向力有助于基牙健康。

關(guān)鍵詞：套筒冠義齒；牙周??；牙列缺損

(ChinJLabDiagn,2015,19:2053)

牙周病牙列缺損因基牙牙槽骨吸收，牙周儲(chǔ)備力下降導(dǎo)致修復(fù)難度大，對(duì)牙周病牙列缺損修復(fù)，減少基牙應(yīng)力，使應(yīng)力均勻分布，對(duì)于保護(hù)基牙，提高修復(fù)質(zhì)量十分重要。套筒冠義齒修復(fù)牙周病牙列缺損可減輕基牙應(yīng)力，保護(hù)基牙[1],套筒冠義齒設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同，對(duì)基牙應(yīng)力的影響不同[1]，本研究采用三維有限元方法比較分析常規(guī)套筒冠與溝槽套筒冠修復(fù)下頜單端游離缺失基牙應(yīng)力情況，旨在為牙周病牙列缺損修復(fù)方法選擇提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料與主要設(shè)備

Intel Pentium處理器，3.06Ghz，DDR4GB內(nèi)存，Quadro1700顯示卡，Microsoft Windows XP Professional操作系統(tǒng)，解算軟件為Altair HyperWorks，用HyperMesh/Radioss模塊進(jìn)行計(jì)算。成人下頜骨標(biāo)本。

1.2三維有限元建模

采用螺旋CT對(duì)678缺失下頜骨進(jìn)行連續(xù)掃描。層厚度1 mm，床進(jìn)速度1 mm/s，生成一系列圖像。將CT掃描得到的圖片轉(zhuǎn)化為Tiff圖像格式，并將Tiff格式圖片按照順序?qū)隡aterialize Minics生成牙齒和下頜骨的三維幾何模型，隨后將幾何模型導(dǎo)出為STL格式.將STL格式三維幾何模型導(dǎo)入Altair HyperMesh，并適當(dāng)對(duì)幾何模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，應(yīng)用Altair HyperMesh建立基牙C6C7缺失，C4C5伴不同程度牙槽骨吸收，用C4C5作基牙支持型套筒冠(內(nèi)冠內(nèi)聚角度6度)和溝槽套筒冠(按支持型套筒冠基牙常規(guī)預(yù)備，在內(nèi)冠近中和/或遠(yuǎn)中軸面牙合2/3制作縱行凹陷，外冠相對(duì)應(yīng)的軸面制作同樣凹陷，內(nèi)置有緩沖效果的緩沖樹脂墊)修復(fù)C67缺失義齒的有限元模型。有限元模型中選用8節(jié)點(diǎn)六面體單元為主，6節(jié)點(diǎn)五面體單元為輔，接觸部分選用接觸單元單元.六面體單元數(shù)3513。節(jié)點(diǎn)數(shù)5691,6節(jié)點(diǎn)五面體單元125，節(jié)點(diǎn)數(shù)295，接觸單元358.有限元模型建立完畢后，利用Altair Radioss進(jìn)行非線性接觸分析求解，得到的結(jié)果通過Altairir tair HyperView進(jìn)行數(shù)據(jù)提取。

1.3邊界條件

實(shí)驗(yàn)假設(shè)和參數(shù)假設(shè)模型中所有部分均為各向同性均勻連續(xù)的線彈性材料，本文中研究的重點(diǎn)區(qū)域是牙、牙周組織以及各種形式的義齒，因此對(duì)下頜骨下頜角進(jìn)行全約束。有關(guān)材料的彈性模量和泊松比，見表1。

表1　材料屬性

1.4加載量條件

加載方向?yàn)榇怪焙托毕?，斜向包括舌向、頰向、遠(yuǎn)下斜向，均與牙合面呈45度角加載部位C67功能接觸面。加載量均為100牛頓。

1.5解算與計(jì)算結(jié)果

采用Altair HyperWorks軟件中HyperMesh/Radioss模塊進(jìn)行接觸非線性仿真分析，計(jì)算結(jié)果通過HyperView后處理模塊顯示并提取。

2結(jié)果

溝槽套筒冠義齒基牙最大應(yīng)力為3.05 Mpa，常規(guī)套筒冠義齒應(yīng)力峰值為 3.33 Mpa 兩種義齒均在遠(yuǎn)下斜向加載牙槽骨吸收達(dá)2/3時(shí)應(yīng)力最大， 在垂直加載牙槽骨正常時(shí)應(yīng)力最小。

兩種義齒應(yīng)力集中位置基本一致，隨著牙槽骨吸收增加，應(yīng)力集中區(qū)向牙頸部靠近。常規(guī)套筒冠應(yīng)力集中位置更近牙頸部，隨著牙槽骨吸收增加，應(yīng)力集中位置向牙頸部移動(dòng)，見表2。

表2　常規(guī)套筒冠義齒與溝槽套筒冠修復(fù)下頜游離

3討論

套筒冠義齒在牙周病伴牙列缺損修復(fù)中的應(yīng)用

國(guó)內(nèi)外學(xué)者均認(rèn)為套筒冠義齒修復(fù)牙周病伴牙列缺損有良好的修復(fù)效果，既可較好地的恢復(fù)咀嚼功能又可起到牙周夾板作用，使單基牙成為多基牙，更好發(fā)揮余留牙牙周潛力，相對(duì)減少單個(gè)基牙應(yīng)力，促進(jìn)牙周組織健康的的恢復(fù)，恢復(fù)咬合關(guān)系，重建咬合[2-5]。

套筒冠義齒形將基牙連接成整體可使牙合力更均勻分布，可減少側(cè)向力對(duì)基牙損傷，保護(hù)基牙，提高咀嚼效率，方便牙周清潔護(hù)理，提高義齒美觀性及舒適度。套筒冠義齒結(jié)構(gòu)形態(tài)多樣，基本結(jié)構(gòu)是內(nèi)外冠套疊，依靠?jī)?nèi)外冠之間的摩擦力固位，套筒冠長(zhǎng)期反復(fù)摘戴可使固位力衰減，導(dǎo)致固位力不足。

臨床上常用常規(guī)套筒冠和圓錐形套筒冠，應(yīng)用圓錐形套筒冠修復(fù)中重度牙周病牙列缺損，臨床效果較好[6,7 ]，但圓錐形套筒冠基牙內(nèi)聚角度8度時(shí)固位力接近零[8]，牙齒缺失較多時(shí)影響義齒固位。支持型套筒冠內(nèi)冠內(nèi)聚角度4-6度，固位力增加了，對(duì)基牙應(yīng)力也增加了，基牙牙槽骨吸收較重時(shí)，需輔以其他緩沖措施保護(hù)基牙健康，溝槽套筒冠按支持型套筒冠基牙常規(guī)預(yù)備，在內(nèi)冠近中和/或遠(yuǎn)中軸面牙合2/3制作縱行凹陷，外冠相對(duì)應(yīng)的軸面制作同樣凹陷，內(nèi)置有緩沖效果的緩沖樹脂墊，其彈性既可加強(qiáng)固位又可緩沖基牙應(yīng)力，對(duì)基牙所受力起到應(yīng)力中斷作用，可通過更換緩沖墊調(diào)節(jié)固位力，彌補(bǔ)了套筒冠長(zhǎng)期使用固位力下降的不足。實(shí)驗(yàn)表明遠(yuǎn)中基牙應(yīng)力值大于近中基牙，可能是遠(yuǎn)中基牙更接近義齒受力部位，隨著牙槽骨吸收增加，基牙應(yīng)力增加，應(yīng)力集中位置向牙頸部移動(dòng)，說明牙槽骨吸收越重越易形成應(yīng)力集中加速牙槽骨吸收，采取緩沖修復(fù)有利于減少牙槽骨吸收保護(hù)基牙健康，溝槽套筒冠基牙應(yīng)力明顯小于常規(guī)套筒冠，基牙應(yīng)力分布更均勻，且具備套筒冠義齒的共同優(yōu)點(diǎn)更適于牙周病牙列缺損修復(fù)。

本研究結(jié)果表明兩種套筒冠義齒在非軸向力時(shí)，基牙應(yīng)力均大于軸向力，臨床牙周病伴牙列缺損時(shí)基牙冠跟比例失調(diào)，更易受到非軸向力，應(yīng)采取措施盡可能減少非軸向力，選擇有應(yīng)力中斷作用的修復(fù)體緩沖基牙應(yīng)力。本研究三維有限元分析主要采用六面體單元，可用較少的網(wǎng)格重劃分次數(shù)達(dá)到較高的計(jì)算精度[9]。套筒冠義齒內(nèi)外冠之間存在接觸關(guān)系，本研究應(yīng)用接觸單元進(jìn)行分析能夠正確的反應(yīng)套筒冠義齒在口腔功能狀態(tài)下的實(shí)際情況。接觸分析是一種典型的邊界非線性問題，六面體網(wǎng)格模型的仿真結(jié)果在非線性有限元分析中，在接觸起作用時(shí)，仿真分析更準(zhǔn)確[9]，本研究使用的軟件具有定義和分析幾何模型面與面之間接觸影響的功能。

本研究?jī)H做了單側(cè)游離端缺失，C45雙基牙有限元模型，對(duì)其他牙列缺損基牙應(yīng)力情況還有待進(jìn)一步研究。

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Analysis on the Stress of Abutment between the Uses of Two Telescope Crown Dentures to Restore Distal-extension Caused by Periodontal DiseaseWANGWei，YUANLin，ZHANGYan.(DepartmentofStomatology，China-JapanUnionHospital，JilinUniversity，Changchun130033，China)

Abstract:ObjectiveTo provide theoretical basis for the selection of the restoration method for dentition defect caused by periodontal disease by analyzing the distribution of the stress of abutment between the uses of two telescope crown dentures to restore dentition defect located at distal-extension from periodontal disease.MethodsUsing three-dimensional finite element method to make comparative analysis on peak values and distribution of the stress of abutment between regular telescope crown and groove telescope crown in distal-extension.ResultsThe maximum stress of abutment is 3.05 Mpa in the case of using groove telescope crown denture ,while the peak value of the stress of abutment for supportive telescope crown denture is 3.33 Mpa.Both the stresses of abutments are maximum values when power loaded oblique direction at the far end and periodontal tissues absorbed 2/3,while their stresses are minimum values when power loaded in vertical direction in normal alveolar bone .The concentration of the stress of abutment for supportive telescope crown is more inclined to tooth cervix than that for groove telescope crown.ConclusionThe stress of abutment for groove telescope crown denture is less than that for normal telescope crown denture,and more evenly distributed,the groove telescope crown denture is more suitable for the restoration of dentition defect with periodontal disease.The stress of abutment increases along with the increased absorption of alveolar bone.the reducing oblique force benefits for the health of abutments.

Key words:telescope crown denture;periodontal disease;dentition defect

(收稿日期：2015-02-24)

作者簡(jiǎn)介：王偉(1961-)，女，教授，主任醫(yī)師，科主任，研究方向：口腔修復(fù)。

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：R783.4

文章編號(hào)：1007-4287(2015)12-2053-03

*通訊作者

基金項(xiàng)目：吉林省發(fā)改委課題(課題編號(hào) 2010020-3)