臨床上有些患者上前牙唇向、舌向傾斜,影響美觀,但受年齡、時(shí)間及其它條件限制,患者不愿意或不能進(jìn)行正畸治療,則可考慮行根管治療后,截冠,制作成一定角度的樁核,進(jìn)行樁核冠修復(fù),以改善上前牙的美觀情況。本實(shí)驗(yàn)采用薄層CT技術(shù)、AutoCAD軟件相結(jié)合的方法建立了上頜中切牙不同角度樁核冠的三維有限元分析模型,在此基礎(chǔ)上,分析樁/牙本質(zhì)界面應(yīng)力分布情況,為臨床上前牙唇向或舌向傾斜患者進(jìn)行樁核冠修復(fù)的治療設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
不同角度樁核冠修復(fù)上頜中切牙后三維有限元模型的建立參照齊景等。
根據(jù)牙冠向唇、舌側(cè)改變方向,冠長(zhǎng)軸與原牙體長(zhǎng)軸形成的交角大小將實(shí)驗(yàn)分為7組。G+30°:冠唇側(cè)改向,樁核交角為30°;G+20°:冠唇側(cè)改向,樁核交角為20°;G+10°:冠唇側(cè)改向,樁核交角為10°;G0°:樁核冠與牙長(zhǎng)軸方向一致,樁核交角為0°;G-10°:冠舌側(cè)改向,樁核交角為10°;G-20°:冠舌側(cè)改向,樁核交角為20°;G-30°:冠舌側(cè)改向,樁核交角為30°。
邊界條件處理:將上頜中切牙近、遠(yuǎn)中方向的牙槽骨兩個(gè)端面和根尖方向的牙槽骨底面進(jìn)行全部約束。唇、舌側(cè)牙槽骨為自由邊界。
假設(shè)所有材料均為連續(xù)、均質(zhì)、各向同性的線(xiàn)彈性體,且符合小變形條件。
加載方式:牙冠舌側(cè)中切1/3交界處與牙冠長(zhǎng)軸呈40°切齦向加載。加載量:100N。本實(shí)驗(yàn)采用靜態(tài)恒定面加載。
采用美國(guó)Ansys Workbench有限元分析軟件,研究不同角度樁核冠修復(fù)上頜中切牙后樁/牙本質(zhì)界面應(yīng)力分布情況,并將牙本質(zhì)肩領(lǐng)界面等分為三層,肩臺(tái)至樁尖界面等分為九層,分層統(tǒng)計(jì)樁/牙本質(zhì)界面各層面Von mises應(yīng)力均值,具體分析比較界面應(yīng)力分布特點(diǎn)。
牙冠向唇側(cè)改向:應(yīng)力峰值隨著牙冠改向角度的增大而減小。牙冠向舌側(cè)改向:應(yīng)力峰值都隨著牙冠改向角度的增大而增大。
牙冠向唇側(cè)改向時(shí)樁/牙本質(zhì)界面應(yīng)力分布變化:應(yīng)力峰值均位于樁尖周?chē)臉?牙本質(zhì)界面,樁尖舌側(cè)和樁唇側(cè)界面表現(xiàn)為壓應(yīng)力高應(yīng)力區(qū);樁尖唇側(cè)和樁舌側(cè)界面表現(xiàn)為拉應(yīng)力高應(yīng)力區(qū)。隨著牙冠改向角度的增大,高應(yīng)力區(qū)范圍擴(kuò)散,應(yīng)力值減小。
牙冠向舌側(cè)改向時(shí)樁/牙本質(zhì)界面應(yīng)力分布變化:樁/牙本質(zhì)界面上,樁尖舌側(cè)和樁唇側(cè)界面表現(xiàn)為壓應(yīng)力高應(yīng)力區(qū);樁尖唇側(cè)和樁舌側(cè)界面表現(xiàn)為拉應(yīng)力高應(yīng)力區(qū)。隨著牙冠改向角度的增大,高應(yīng)力區(qū)范圍集中,且應(yīng)力值增大。
加載時(shí),應(yīng)力峰值位于樁尖周?chē)臉?牙本質(zhì)界面上。當(dāng)牙冠向唇側(cè)改向,應(yīng)力峰值隨著改向角度的增大而減;當(dāng)牙冠向舌側(cè)改向,應(yīng)力峰值改向角度的增大而增大。
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),牙冠向唇、舌側(cè)改向時(shí),施加載荷的方向與牙根長(zhǎng)軸所形成角度呈一定規(guī)律,斜向加載情況下,應(yīng)力峰值隨著載荷方向與牙根長(zhǎng)軸所成角度的增大而增大。這與張保衛(wèi)等研究結(jié)果一致。
在本實(shí)驗(yàn)研究中,加載時(shí),樁核冠向唇側(cè)改向時(shí)應(yīng)力峰值均較向舌側(cè)改向時(shí)要小。牙體組織為脆性材料,牙本質(zhì)的抗壓強(qiáng)度是其抗拉強(qiáng)度的6~7倍。拉應(yīng)力的大小對(duì)牙本質(zhì)的保護(hù)更有意義。本實(shí)驗(yàn)中,牙冠向舌側(cè)改向時(shí),最大拉應(yīng)力峰值隨牙冠改向角度的增加而增大。當(dāng)樁核冠為正常角度時(shí),牙本質(zhì)內(nèi)最大主應(yīng)力峰值為33.567MPa,向舌側(cè)改向10°、20°、30°時(shí),最大主應(yīng)力峰值分別為42.543MPa、50.843MPa、61.445MPa。應(yīng)力峰值與正常角度時(shí)相比分別增高26.74%、51.44%、83.05%,增高幅度非常明顯。所以,當(dāng)臨床采取舌側(cè)改向樁核冠修復(fù)唇向傾斜上前牙時(shí),一定要慎重考慮,控制改向角度不能過(guò)大。
專(zhuān)業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│CAE分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.hanpinfa.cn,轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處和相關(guān)鏈接!