齦下樁修復可行性的三維有限元研究.pdf

1、殘根殘冠的保存和修復是口腔臨床常見的治療病例，如果因嚴重齲損，根折或醫(yī)源性損傷等不同原因?qū)е卵荔w缺損至牙齦或牙槽骨內(nèi)時，修復往往難以進行。目前臨床中常采用牙冠延長術和牙根牽引術，來暴露牙體缺損斷緣，重建患牙的生物學寬度，之后再擇期進行修復。但兩種處理方法共同的特點是治療時間長，治療程序復雜，需要多個學科的共同合作才能完成患牙的治療和修復,有些患者難以接受。
　　齦下樁的設計基本思想是參考種植體修復理論，利用齦下樁在余留牙根獲得的固

2、定和支持作用，為齦下樁骨接觸面骨結(jié)合形成的初期穩(wěn)定創(chuàng)造條件，修復后希望齦下樁穿齦結(jié)構(gòu)與周圍軟硬組織形成良好的軟組織封閉狀態(tài)和骨結(jié)合狀態(tài)，并達到恢復患牙形態(tài)和功能的目的,避免牙根拔除或采用其它治療方法帶來的麻煩，擴大殘根保存修復的適應癥。
　　本研究采用三維有限元法，以上頜中切牙為例，構(gòu)建缺損至牙齦和牙槽骨內(nèi)不同程度的殘根利用齦下樁核冠修復后的有限元模型，分析修復后牙根牙本質(zhì)、牙周支持組織及齦下樁骨接觸面的應力狀況和位移情況，初步判

3、斷齦下樁用于保存此類殘根的可行性，并對預成齦下樁進行有限元優(yōu)化設計分析，為進一步研究提供生物力學理論依據(jù)。
　　整個研究包括以下三個部分實驗：
　　1．采用MicroCT掃描技術，結(jié)合Mimics軟件、Geomagic軟件和UG軟件構(gòu)建上頜中切牙齦下樁核冠修復后的三維實體模型，之后利用Ansys有限元分析軟件建立了三維有限元模型。
　　2．在實驗一所建模型的基礎上，構(gòu)建四組不同程度缺損至牙齦和牙槽骨內(nèi)的齦下樁核冠有限元

4、模型。四組模型牙體缺損分別至牙槽嵴內(nèi)1mm、2mm、3mm和4mm。模型的材料假設、加載條件、邊界條件和接觸條件的設定與實驗一一致，分析各組模型牙根牙本質(zhì)、牙周膜和齦下樁骨接觸面的應力分布情況及齦下樁與骨接觸面的位移情況。
　　3．設計預成齦下樁，穿齦部分設計為圓柱形，根管內(nèi)樁的部分設計為螺紋結(jié)構(gòu)，核部位設計有固位形。在UG軟件中利用參數(shù)化建模功能構(gòu)建預成齦下樁，并在實驗二所建立模型的基礎上構(gòu)建上頜中切牙預成齦下樁核冠修復的自適應

5、模型，之后輸入Ansys軟件構(gòu)建有限元模型。預成齦下樁螺紋結(jié)構(gòu)外徑和穿齦結(jié)構(gòu)直徑為變量，前者的變化范圍為：1.0mm～2.0mm，后者的變化范圍為：6.5mm～7.0mm，將齦下樁骨接觸面、牙根、牙周膜和樁螺紋上的等效應力峰值和齦下樁骨接觸面的最大位移設定為有限元分析輸出變量。
　　研究結(jié)果表明：
　　1.采用CT掃描技術，結(jié)合Mimics軟件、Geomagic軟件、UG軟件和Ansys有限元分析軟件所建模型具有良好的生理形

6、態(tài)和幾何相似性，各部分結(jié)構(gòu)精確，能夠模擬齦下樁核冠修復的實際情況，為后續(xù)研究打下良好的基礎。
　　2．各實驗組的齦下樁骨接觸面上的最大位移均低于50μm，低于文獻報道種植體骨接觸面骨結(jié)合形成的最大位移閾值容許范圍。齦下樁骨接觸面上的最大位移隨著樁在骨內(nèi)高度的增加而增加。各實驗組的齦下樁骨接觸面的等效應力峰值分布在頸部，并隨著樁在骨內(nèi)高度的增加而減少。
　　3.四個實驗組余留牙根和牙周膜上的仍存在應力分布，同時表面的等效應力峰

7、值隨著樁在骨內(nèi)高度的增加而減少。
　　4.預成齦下樁的螺紋結(jié)構(gòu)外徑對骨接觸區(qū)的最大位移和牙周膜等效應力峰值沒有影響，而對牙根和樁螺紋上的等效應力峰值有影響。牙根上的等效應力峰值隨著螺紋結(jié)構(gòu)外徑的增加而增加，但增加幅度不大。螺紋結(jié)構(gòu)外徑為1.2mm～1.5mm，即為樁所在部位為牙根最小直徑的1/3～1/2時，樁螺紋上產(chǎn)生的等效應力峰值相對較小。
　　5.預成齦下樁穿齦結(jié)構(gòu)直徑對骨接觸區(qū)的最大位移和等效應力峰值及牙根、牙周膜和樁

8、螺紋上的等效應力峰值均有明顯影響，各個指標分析值均隨齦下樁穿齦結(jié)構(gòu)直徑的增加而減少。穿齦結(jié)構(gòu)直徑為6.5mm～7.0mm范圍時，骨接觸面上的最大位移相對較小。
　　結(jié)論：
　　1.缺損至牙齦和牙槽骨內(nèi)的殘根利用齦下樁修復在理論上具有一定的可行性。余留牙根和牙周膜對維持齦下樁骨接觸面的初期穩(wěn)定性起重要作用。
　　2.預成齦下樁穿齦結(jié)構(gòu)的直徑應大于牙根頸部的最大直徑，但不宜過大。螺紋結(jié)構(gòu)的外徑應為樁所在部牙根最小直徑的1/