天然牙-種植牙聯(lián)合支持固定橋種植體周圍骨組織應力分布

汪曉霞，王 佩，王 維，譚錫濤，謝 彬

（韶關市第一人民醫(yī)院口腔科，廣東韶關 512000）

其 它

天然牙-種植牙聯(lián)合支持固定橋種植體周圍骨組織應力分布

汪曉霞，王 佩，王 維，譚錫濤，謝 彬

（韶關市第一人民醫(yī)院口腔科，廣東韶關 512000）

天然牙；種植體；固定橋；骨組織；應力

1 資料與方法

1.1 標本的選取 選取一牙列缺損，牙體完整，缺牙間隙正常，無嚴重磨耗，缺牙區(qū)牙槽骨及牙槽骨嵴無明顯吸收，余牙位置正常，鄰牙無傾斜，無畸形咬合關系的正常健康男性志愿者為研究對象。選擇Camlog系統(tǒng)種植體（德國Altatec Biotechnology公司，規(guī)格5.0mm×13.0mm）。本研究中模型1為天然牙-種植牙聯(lián)合支持固定橋，模型2為天然牙-種植牙套筒冠聯(lián)合支持固定橋。

1.2 CT掃描 志愿者佩戴種植體后進行CT掃描（荷蘭皇家飛利浦電子公司），患者仰臥于CT床，用頭顱固定架固定頭部，使下頜保持水平，掃描中線與鼻梁矢狀對齊，由下頜骨下緣向上逐層掃描至下頜關節(jié)窩頂，連續(xù)無間斷掃描，速度80mAs/層，層厚0.68mm，螺距0.56∶1，電壓120kV，電流30mA。

1.3 建立三維有限元模型 提取CT組織輪廓圖形，并以IGES文件格式保存后，導入ANSYS 9.0軟件中，自下往上建模，獲得天然牙-種植體聯(lián)合支持固定橋三維模型。應用Mimics 9.0讀取CT掃描所得牙位5、6、7及頜骨數(shù)據(jù)，然后應用Imageware 11.1軟件進行模型重構。固定橋種植體不同直徑有限元模型見表1：

表1 固定橋種植體不同直徑有限元模型

1.4 實驗假設 假設各種材料、組織均為連續(xù)均勻，各向同性的線彈性材料；設定種植體骨組織與種植體間骨結合完全；設定義齒各部分與組織間在加載條件下不發(fā)生相對滑動。

1.5 模型材料屬性及網(wǎng)格劃分 對模型進行單元類型的設定，依據(jù)模型的材料學屬性依次對其進行網(wǎng)格劃分，有關材料、模型的力學屬性及模型單元數(shù)見表2：

表2 橋體材料性能參數(shù)

1.6 加載條件及求解 設定分散垂直及斜向兩類加載模式，垂直方向為牙體長軸方向，斜向加載方向為牙體長軸45°[4]，方向總加載力大小為200N，其中第一磨牙、第二前磨牙、第二磨牙頜面中央窩分別加載80N、60N及60N。對模型進行加載設置后，利用ANSYS 9.0有限元分析軟件，對兩組模型進行求解。

2 結果

2.1 分散垂直加載 分散垂直加載時，模型1、2種植體頸部應力較為集中，為壓應力；天然牙周圍骨組織應力分布均勻，應力值較低。見表3：

表3 分散垂直加載下天然牙-種植體周圍骨組織應力（MPa）

2.2 分散斜向加載 分散斜向加載時，模型1、2種植體頸部應力較為集中，種植體頰側骨組織壓應力較大；天然牙周圍骨組織應力分布均勻，應力值較低。見表4：

表4 分散斜向加載下天然牙-種植體周圍骨組織應力（MPa）

3 討論

本研究中修復方式為固定橋，其在日常佩戴過程中可能遭受來自不同方向力的作用，包括垂直、斜向及側向力等，因此本研究確定加載方式為分散垂直加載和分散斜向加載。有研究發(fā)現(xiàn)[5-7]，機體咀嚼食物時所產(chǎn)生的咀嚼力約為20kg，且不同牙齒所承受的壓力不同，其中第一磨牙所承受的壓力最大，因此本研究確定第一磨牙所加載壓力最大，為80N。

本研究發(fā)現(xiàn)，分散垂直加載時，模型1種植體與天然牙最大應力分別為42.98Mpa、2.60Mpa，模型2種植體與天然牙最大應力分別為為21.01Mpa、2.15Mpa；分散斜向加載時，模型1種植體與天然牙最大應力為46.29Mpa、2.24Mpa，模型2種植體與天然牙最大應力分別為21.20Mpa、1.93Mpa。本研究結果提示，天然牙所承受的周圍骨組織應力低于種植體，考慮原因可能是由于天然牙骨組織間有牙周膜緩沖，大部分應力為牙周膜所吸收[8-10]。本文研究結果表明，斜向加載下模型1種植體周圍骨組織應力為46.29MPa，高于垂直加載下模型1種植體周圍骨組織應力，說明斜向力可較大影響種植體應力分布。因此提示，在實際臨床應用中應注意盡量減小斜向力的作用，避免應力過大對種植體造成損壞[11-13]。

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R783.3

C

1004-6879（2017）03-0261-03天然牙-種植牙聯(lián)合支持固定橋是臨床上常用的牙列缺損修復方法，具有生物相容性好、舒適度高、義齒體積小等優(yōu)點[1]。但由于種植體與天然牙骨組織間無牙周膜緩沖，在運動過程中可產(chǎn)生運動幅度的差異。研究表明，天然牙-種植體聯(lián)合支持固定橋中種植體支持端承受壓力遠大于天然牙端，而種植體一般直接種植于頜骨上，因此無緩沖時較大的壓力直接作用到頜骨上，常造成牙種植體周骨創(chuàng)傷，或因骨吸收而縮短種植體的使用時間，導致聯(lián)合固定橋過早脫落，從而影響牙齒的修復過程[2-3]。為提高種植體的遠期修復成功率，本研究采用三維有限元法分析了天然牙-種植牙聯(lián)合支持固定橋中種植體周圍骨組織的應力分布，現(xiàn)將結果報告如下。

2016-06-20）