通過有限元分析直線通路微創(chuàng)開髓洞型的臨床應(yīng)用效果及預(yù)后影響

潘曉勤 張繼生

根管治療的目的是去除根管系統(tǒng)內(nèi)殘余細菌、牙髓及其他代謝產(chǎn)物。一般認為，牙齒牙體組織在根管治療后，因缺少足夠的營養(yǎng)供應(yīng)，易造成牙釉質(zhì)與牙本質(zhì)生物力學(xué)出現(xiàn)改變。開髓是根管治療的基礎(chǔ)，有效清除根管為主要目的[1-2]。傳統(tǒng)開髓洞型要求開髓洞型需盡量擴展，以滿足預(yù)備儀器的直線通路，但過大的開髓洞型使牙體遭受破壞，進而增加根管治療后牙齒折斷風(fēng)險。所以，探尋一種有效的開髓方式，以減少開髓洞型的預(yù)備量，進而改善根管治療后牙齒抗折強度具有重要意義[3-4]。近年來微創(chuàng)牙科理念逐漸用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，直線通路微創(chuàng)開髓洞型作為微創(chuàng)牙科的一個分支，可在牙髓治療過程中最大限度保留原有組織，提高患牙抗折力，預(yù)防不可逆疾病的發(fā)生。但現(xiàn)階段國內(nèi)外研究報道對于直線通路微創(chuàng)開髓洞型是否優(yōu)于傳統(tǒng)開髓洞型，更能保持牙齒抗力尚無統(tǒng)一定論。鑒于此，本次研究選擇80例因牙周病或正畸拔除上頜第一前磨牙的患者，對有限元分析直線通路微創(chuàng)開髓洞型的應(yīng)用價值展開探討，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

入組時間為2021年1-6月，選擇東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院溧水分院口腔內(nèi)科收治的80例因牙周病或正畸拔除上頜第一前磨牙的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：牙周病診斷參照《牙周病學(xué)》[5]，能積極配合臨床各項檢查；口腔衛(wèi)生良好，手術(shù)配合度良好；認知功能正常；臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往有精神病史；合并心肝肺等嚴(yán)重器質(zhì)性功能不全；近期有創(chuàng)傷史或手術(shù)史；合并口腔感染性疾?。灰缽男暂^差，不能配合完成隨訪工作；妊娠及哺乳期女性。80例患者中，男42例，女38例；年齡22～67歲，平均（38.70±3.50）歲；體重指數(shù)（BMI）為18～30 kg/m2，平均（24.27±2.38）kg/m2。本研究已經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 構(gòu)建三維模型 應(yīng)用nanoVoxel-1000顯微CT設(shè)備掃描離體牙，分辨率為20 μm，通過Evaluation軟件分析離體牙影像，保證數(shù)據(jù)完整并導(dǎo)出，構(gòu)建三維模型。于三維模型牙根外建立起牙周膜模型，厚度為0.30 mm。于牙周膜模型外，通過圓柱形式進行牙槽骨模擬，其中密質(zhì)骨包繞松質(zhì)骨，厚度 ＞1.5 mm，松質(zhì)骨厚度 ＞2.0 mm。根據(jù)離體上頜第一前磨牙DICOM數(shù)據(jù)構(gòu)建的三維模型中，分別模擬未治療，基于三維根管解剖建立的直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型和傳統(tǒng)開髓洞型。

1.2.2 建立開髓洞型 其中直線通路微創(chuàng)開髓洞型：使用圓柱模擬高速裂鉆，直徑為1.4 mm，鉆針進入點取頜面和根管冠段中軸延伸線交點間的范圍，沿頰腭側(cè)根管冠段方向建立起直線通路，在任意視角下，僅暴露1個根管口。桁架開髓洞型：使用圓柱模擬高速裂鉆，直徑為1.4 mm，車針取根管口在頜面的垂直投射點，進入髓腔，沿牙體長軸方向建立起直線通路，去除兩管口上方牙體組織，充分暴露頰腭2個根管口，完全保留其間牙體組織。傳統(tǒng)開髓洞型：使用圓柱模擬高速裂鉆，直徑為1.4 mm，車針起始點取頜面中央進入髓腔，頰舌沿牙體長軸方向向完全揭凈髓室頂，充分暴露髓室底，建立起設(shè)備進入根管的直線通路。其中傳統(tǒng)開髓洞型由于開髓洞間牙體組織遮擋，使用流動樹脂進行整體模擬充填，直線通路微創(chuàng)開髓洞型與桁架開髓洞型模型的開髓洞上部使用膏體樹脂進行模擬充填，釉質(zhì)牙骨質(zhì)界上方2 mm范圍使用流體樹脂進行模擬充填。

1.2.3 載荷設(shè)置 根據(jù)不同咀嚼方式模擬不同集中力負載模式，包括斜向與縱向負載模式，其中斜向負載模式：和牙體長軸呈45°，在腭尖頰斜面一點施加250 N的力，縱向負載模式：和牙體長軸呈30°，向中央窩施加250 N的力。

1.3 觀察指標(biāo)

（1）斜向負載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值分析。記錄斜向負載模式下，模擬未治療、直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部的von Mises應(yīng)力分布峰值。（2）縱向負載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值分析。記錄縱向負載模式下，模擬未治療、直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部的von Mises應(yīng)力分布峰值。（3）預(yù)后分析。對患者隨訪3個月，記錄術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況，并發(fā)癥包括面部腫脹與創(chuàng)口感染等。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 23.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計量資料用（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，并應(yīng)用Games-Howell法進行組間比較；計數(shù)資料以率（%）表示，比較采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同治療方式斜向負載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較

斜向負載模式下，直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于模擬未治療（P＜0.05），且傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型（P＜0.05），但桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1和圖1。

表1 80例患者不同治療方式斜向負載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較[Mpa，（±s）]

表1 80例患者不同治療方式斜向負載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較[Mpa，（±s）]

*與模擬未治療對比，P＜0.05；#與傳統(tǒng)開髓洞型對比，P＜0.05。

治療方式 腭側(cè) 頰側(cè)模擬未治療 182.65±17.28 100.26±9.31直線通路微創(chuàng)開髓洞型 201.71±18.30*# 107.35±9.62*#桁架開髓洞型 198.42±17.62*# 105.80±9.15*#傳統(tǒng)開髓洞型 331.45±30.68* 170.32±16.21*F值 46.254 22.357 P值 0.000 0.000

圖1 斜向負載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布云圖

2.2 不同治療方式縱向負載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值分析

縱向負載模式下，直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于模擬未治療（P＜0.05），且傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型（P＜0.05），但桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2和圖2。

表2 80例患者不同治療方式縱向負載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較[Mpa，（±s）]

表2 80例患者不同治療方式縱向負載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較[Mpa，（±s）]

*與模擬未治療對比，P＜0.05；#與傳統(tǒng)開髓洞型對比，P＜0.05。

治療方式 腭側(cè) 頰側(cè)模擬未治療 126.31±11.61 87.72±8.12直線通路微創(chuàng)開髓洞型 172.34±15.65*# 142.22±12.20*#桁架開髓洞型 169.45±15.17*# 144.56±13.37*#傳統(tǒng)開髓洞型 200.40±18.13* 186.41±16.26*F值 46.254 22.357 P值 0.000 0.000

圖2 縱向負載模式下牙頸部von Mises應(yīng)力分布云圖

2.3 預(yù)后分析

因牙周病或正畸拔除上頜第一前磨牙的患者經(jīng)直線通路微創(chuàng)開髓洞型治療后，共2例出現(xiàn)并發(fā)癥，面部腫脹1例，創(chuàng)口感染1例，并發(fā)癥發(fā)生率為2.50%，經(jīng)對癥處理后，均明顯好轉(zhuǎn)，預(yù)后良好。

3 討論

根管治療術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外公認的治療牙髓與牙周病最為完善、徹底的術(shù)式。而根管治療中，開髓作為實現(xiàn)根管治療預(yù)期目的的前提，可最大限度地保留剩余牙體組織，保持剩余牙體的結(jié)構(gòu)完整[6-8]。傳統(tǒng)開髓洞型是臨床常見開髓方式，但該方式為獲得直線通路，需磨除過多的頸部牙體組織，可導(dǎo)致牙體遭受破壞，使得根管治療后牙齒折斷風(fēng)險增加。所以，選擇適當(dāng)、合理的方式進行開髓，是根管治療的關(guān)鍵的步驟[9-11]。

微創(chuàng)牙髓治療強調(diào)在阻斷已有病變的基礎(chǔ)上，保持牙體結(jié)構(gòu)完整性，進而促進患牙遠期療效提高。因微創(chuàng)開髓洞型設(shè)計理念差異，現(xiàn)階段尚無微創(chuàng)開髓的標(biāo)準(zhǔn)洞型。其中桁架開髓洞型強調(diào)改進進針位置，使用多點小洞的方式，僅在根管口上方制備開髓洞型，以最大限度地保留各開髓洞間牙體組織[12-14]，但該方式多用于磨牙，較少用于前磨牙。傳統(tǒng)開髓洞型強調(diào)縮小開髓洞型，以盡可能保留健康牙體組織。但上述方式均忽視了過多保留牙體組織對直線通路建立產(chǎn)生的阻礙，使相關(guān)并發(fā)癥風(fēng)險增加。直線通路微創(chuàng)開髓洞型是在傳統(tǒng)開髓洞型的基礎(chǔ)上進行改良，通過準(zhǔn)確把控牙體組織去除量，精準(zhǔn)開髓與修整髓腔，可最大程度保護對咬合功能發(fā)揮作用的斜峭、舌隆突與髓室頂，提高患牙抗折力[15-17]。高羽軒等[18]學(xué)者認為，在兩種負載模式下，直線通路微創(chuàng)開髓洞型和桁架開髓洞型間腭頰側(cè)牙頸部VM差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。本次研究發(fā)現(xiàn)，斜向與縱向負載模式下，直線通路微創(chuàng)開髓洞型、桁架開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于模擬未治療組，且傳統(tǒng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值均高于桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型（P＜0.05），但桁架開髓洞型與直線通路微創(chuàng)開髓洞型腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部von Mises應(yīng)力分布峰值比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。有限元分析法作為口腔生物力學(xué)的分析方法，是借助計算機進行近似力學(xué)數(shù)值計算的方式，其以各單元集合表示整體，通過研究各個離散單元性質(zhì)，從而獲取整個連續(xù)介質(zhì)性質(zhì)。應(yīng)用有限元分析方法，分析斜向與縱向負載模式下上頜第一前磨牙直線通路微創(chuàng)開髓洞型與傳統(tǒng)開髓洞型、桁架開髓洞型的應(yīng)力峰值，發(fā)現(xiàn)斜向與縱向負載模式下，傳統(tǒng)開髓洞型組頰腭側(cè)牙頸部應(yīng)力峰值最大，直線通路微創(chuàng)開髓洞型組和桁架開髓洞型組在腭側(cè)與頰側(cè)牙頸部應(yīng)力峰值接近，提示直線通路微創(chuàng)開髓洞型的應(yīng)力集中范圍更小，應(yīng)力峰值更低，上頜第一前磨牙直線通路微創(chuàng)開髓洞型可為治療后的牙齒提供良好的抗折能力[19-20]。分析原因可能為直線通路微創(chuàng)開髓洞型和桁架開髓洞型相對于傳統(tǒng)開髓洞型而言保存了更多的牙本質(zhì)，可在修復(fù)治療中提供充足的牙本質(zhì)，保證牙體結(jié)構(gòu)完整性。經(jīng)直線通路微創(chuàng)開髓洞型治療后，共出現(xiàn)2例并發(fā)癥，發(fā)生率為2.50%，經(jīng)對癥處理后均明顯好轉(zhuǎn)，預(yù)后良好。提示上頜第一前磨牙直線通路微創(chuàng)開髓洞型有利于降低并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險，預(yù)后良好。但本研究仍存在不足之處，如納入病例較少，數(shù)據(jù)存在集中性，缺乏代表性，因此，臨床可擴大樣本納入范圍，以進一步提高研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。

綜上所述，通過有限元分析，直線通路微創(chuàng)開髓洞型能保護根管治療后牙體力學(xué)性能，且預(yù)后良好，可推廣應(yīng)用。