前牙修复中常用桩核材料的三维有限元分析

目的 通过对临床常用的五种不同的桩核材料(铸造镍铬合金、铸造铁合金、铸造金合金、玻璃纤维、IPSempress铸瓷)进行牙本质应力的三维有限元分析,为临床选择桩核材料,优化桩核设计,提供生物力学依据.方法 采用螺旋CT扫描技术建立上颌中切牙桩核修复的三维有限元模型,五种不同的桩核材料类型分组,分别进行切端模拟加载,应用五种不同的桩核材料牙本质应力情况.结果 不同的桩核材料修复后牙本质应力有明显差异,金属桩核修复后牙本质应力升高,临床最常用的铸造Ni-Cr合金桩与牙本质交界部位产生明显的应力集中,并明显升高了桩尖周牙本质应力峰值.弹性模量与牙本质相近的玻璃纤维桩修复后牙本质应力分布与修复前相似.桩核修复后对牙本质应力分布的影响与桩核材料的弹性模量密切相关.结论 ①三维有限元分析法是一种简洁有效的生物力学分析方法.②临床桩核冠修复残根时,应尽量保存剩余牙体组织,可增强牙体抗折力.桩核修复后对牙本质应力分布的影响与桩核材料的弹性模量密切相关.与牙本质弹性模量相近玻璃纤维桩有利于保护残根,避免根折的发生.     

不同材料桩核修复后的牙本质应力分析

目的对使用不同材料进行桩核修复以后的牙体进行生物力学分析,观察牙体内的应力分布情况.方法建立上颌中切牙桩核修复的三维有限元模型,分别分析铸造钴铬合金、碳纤维增强树脂、钛合金、铸瓷桩修复以后受载情况下牙体牙本质的应力分布.结果牙本质应力主要分布于根上1/3,愈靠近牙根表面应力值愈高;四种材料修复后最大应力值无明显差异,传统钴铬合金桩和牙本质交界处有明显的应力集中,碳纤维加强树脂桩和牙本质交界处应力集中不明显.结论低弹性模量材料修复后牙本质内应力分布更有利于牙体抗折.     

下颌第一磨牙静力与冲击下的三维有限元力学分析

目的：研究人体下颌第一磨牙在分别承受静载和冲击载荷下的力学响应.方法：结合三维激光扫描、逆向工程、三维有限元分析等技术,建立了人体下颌第一磨牙的三维有限元模型.研究其在不同加载方案下的全场应力分析,并通过Mohr强度理论对牙体进行了校核.结果：下颌第一磨牙在两种不同载荷下的应力分布基本相同.最大静载荷下牙体硬组织的最大Mohr应力值小于拉伸极限强度.冲击载荷下的牙体硬组织的最大Mohr应力值相当于静载荷下的应力值乘以大于1的冲击系数.结论：对于牙体,冲击载荷下的力学响应比静载荷下的更显著,但牙周膜可以起到缓冲冲击载荷的作用.     

不同桩核材料对后牙桩核冠牙本质应力影响的三维有限元分析

目的 比较四种不同桩核材料对后牙桩核冠牙本质应力大小与分布的影响,从而指导临床合理地选用修复材料.方法 通过磨片法结合数码相机获取断层图片的建模方法,建立上颌第一磨牙近中腭尖缺损的桩核冠有限元模型,分别分析中熔合金桩、复合树脂桩、汞合金桩,铸瓷桩修复后的牙本质应力大小及分布状况.结论 对于后牙桩核加全冠这种修复方式,不同桩核材料的选择对牙本质应力峰值、剩余牙本质的应力大小、根管内的应力分布无明显影响.高弹性模量的中熔合金桩核,汞合金桩核,铸瓷桩核改变了牙体正常的应力分布模式;复合树脂桩核对牙体正常的应力分布模式无明显改变.结论 在本实验条件下的正常牙合力作用下,选取不同桩核材料行桩核加全冠修复的后牙发生牙折的可能性无明显差别,且极少发生.     

应用三维有限元法分析不同基牙材料对上颌中切牙铸造陶瓷全冠碎裂的影响

目的研究三种类型和强度的基牙材料与铸造陶瓷全冠破折碎裂之间的关系。方法应用计算机建立上前牙的三维有限元模型．模拟牙本质、牙髓腔、核桩、陶瓷层等结构。分析在天然齿基牙、Co-Cr合金基牙及复合树脂基牙情况下,铸造陶瓷全冠瓷层内部及残余牙本质的应力分布情况。结果高弹性模量的Co-Cr合金核桩能够降低瓷层及残余牙本质内的应力峰值,防止瓷层破折碎裂;而弹性模量与牙本质相近的复合树脂核桩降低应力峰值的作用不明显。结论对于以活髓牙为基牙的全冠修复,应尽量保存牙髓活力后进行修复;对于行根管治疗术后的无髓牙,进行核桩修复时,宜采用高弹性模量的高熔合金,尽量避免使用弹性模量较小的复合树脂核桩。     

两种修复方式对少量缺损的上中切牙应力的影响

目的 研究上颌中切牙根管治疗后少量缺损时,全冠和加桩全冠两种修复方式对剩余牙本质应力状况的影响.方法 采用三维有限元法,用计算机建立上颌中切牙以及根管治疗后全冠和加桩全冠两种修复体的有限元模型,共3个.模拟正中(牙合)加载,选取指标为Von Mises应力、最大主应力,分析两种修复方式对剩余牙本质Von Mises应力和最大主应力的分布和峰值的影响.结果 天然牙模型受力比较均匀,全冠修复和加桩全冠修复改变了天然牙的应力分布模式,但两个修复体模型应力分布一致,两种应力均在舌侧颈缘和根尖出现高应力区;两种修复体模型的两种应力峰值均较天然牙明显增大,与全冠修复时剩余牙本质的应力峰值相比,加桩全冠修复时牙本质Von Mises应力峰值降低16.25％,但是最大主应力增加了30.00％.结论 根管治疗后上颌中切牙少量缺损全冠修复时桩是不必要的.     

一体化计算机辅助设计与制作氧化锆桩核的三维有限元分析

目的：采用三维有限元法,比较分析一体化计算机辅助设计与制作（computer aided design and computer aided manufacture, CAD/CAM）氧化锆桩核修复的生物力学特点。方法：采用几何的方法分别构建一体化CAD/CAM氧化锆桩核(第1组)、预成氧化锆桩铸瓷核（第2组）、金合金桩核（第3组）上中切牙修复的三维有限元模型,分别通过牙轴与切缘垂直方向和与牙体长轴45°角斜下方向100 Ｎ加载,模拟上、下切牙相对时和下颌前伸运动时的两种受力情况。结果：垂直静加载下,无牙本质肩领设计,一体化CAD/CAM氧化锆桩核组牙根的最大Von-Mises应力值最小（11.02 N）,预成氧化锆桩组最大（13.17 N）,应力分布从切端向根方逐渐递减。2.0 mm高牙本质肩领存在时,桩核及牙根的最大Von-Mises应力值均减小。45°斜向静加载下,在无肩领设计时,一体化CAD/CAM氧化锆桩核的最大Von-Mises应力值最大（20.45 N）,金合金桩核的值最小（13.61 N）。2.0 mm高牙本质肩台存在时,牙根的应力值均有减小的趋势,金合金桩核修复组牙根最大Von-Mises应力值最大（14.10 N）,一体化CAD/CAM氧化锆桩核修复组牙根应力最小（13.38 N）。结论：通过三维有限元分析推测：相同根管直径的一体化CAD/CAM氧化锆桩核相比预成氧化锆全瓷桩铸瓷核和金合金桩核能更好地分担垂直和侧向的咬合力,并且能够降低牙根的应力分布,起到保护基牙,维护修复体完整性的作用。     

有和无全冠保护时不同材料的后牙桩核修复体有限元模型的应力分析

目的:比较四种不同桩核材料的后牙核桩修复体,在有和无全冠保护条件下,其牙本质应力的大小和分布,从而指导临床合理地选用修复材料.方法:通过磨片法结合数码相机获取断层图片的建模方法,建立上颌第一磨牙近中腭尖缺损的桩核冠有限元模型,分别分析在有和无全冠保护条件下,中熔合金桩、复合树脂桩、汞合金桩,铸瓷桩修复后的牙本质应力大小及分布状况.结果:1有全冠保护的条件下的上颌第一磨牙桩核修复体的应力峰值均要明显低于无全冠保护者,且二者的应力分布方式也明显不同.2有全冠保护的条件下的上颌第一磨牙桩核冠修复体,其不同桩核材料的选择对牙本质应力峰值、剩余牙本质的应力大小、根管内的应力分布无明显影响.但高弹性模量的中熔合金桩核,汞合金桩核,铸瓷桩核改变了牙体正常的应力分布模式;复合树脂桩核对牙体正常的应力分布模式无明显改变.结论:在本实验条件下的正常牙合力作用下,全冠的使用对死髓牙的保护至关重要,它是后牙桩核修复体成功与否的关键.同时,不同桩核材料的选取,对桩核加全冠修复的后牙发生牙折的影响无明显差别,且极少发生.     

双根管桩核冠的三维有限元分析

目的 用三维有限元法研究3种不同桩核材料修复双根管桩核冠前后牙本质中的应力分布，为临床双根管桩核冠选择合适的桩核材料提供理论依据。方法 采用螺旋凹扫描数据建立上颌第一双尖牙的三维实体有限元模型，在此基础上，就平行于牙体长轴加载工况，对铸造Ni-Cr合金、铸造钛合金、聚乙烯纤维树脂3种材料进行了桩核修复前后的牙本质应力分布情况进行分析。结果 与桩修复前相比，铸造M-Cr合金桩修复后桩尖周围牙本质的最大主应力和Von Mises应力峰值分别增大了66．5％和57．1％；而采用聚乙烯纤维树脂桩修复后，牙本质中的应力分布与修复前相比改变很小。铸造钛合金桩修复前后，牙本质中的应力状况改变较为显著。结论 影响桩植入前后的牙本质中应力变化最显著的因素是桩材的弹性模量。与牙本质弹性模量相近的材料如聚乙烯纤维树脂，适合用于桩的修复。     

桩核冠修复后牙多壁缺损三维有限元应力分析

目的:应用三维有限元分析不同数量、不同位置纤维桩核冠修复下颌第一磨牙近远中颊牙合面缺损MDBO(三壁缺损)时牙本质的应力。方法:建立右下第一磨牙三维有限元模型,模拟三壁缺损,根据根管打入纤维桩的不同数目和不同部位分为4组,A组近舌、远中根管各打入纤维桩一根;B组近颊、远中根管各打入纤维桩一根;C组近颊、近舌、远中根管各打入纤维桩一根;D组根管内无纤维桩植入。4组均采用树脂核及钴铬合金烤瓷全冠修复,测试垂直牙合力或45°牙合力加载下Von mises应力和最大拉应力的峰值变化。结果:D组在垂直牙合力或45°牙合力加载下,Von mises应力、最大拉应力的应力峰值均高于A^C组,差异有统计学意义(P<0.05);AC组,差异有统计学意义(P<0.05);A^C组间无差异。4组45°方向加载时牙根桩核应力均大于垂直方向,二者具有显著性差异(P<0.01)。应力图显示牙颈部应力稍高,其他区域的应力值较小却分布较均匀,在根管壁上呈现低应力的分布状态。结论:桩核数目的变化与各组之间剩余牙本质上Von mises应力、最大拉应力的应力峰值变化不大,在桩核固位强度足够的前提下,应尽可能多保存根管外健康的牙体组织,以减少牙根管壁的应力;同时应尽量减少侧向力,以免引起根管壁与桩核较大应力集中,从而降低牙折风险,提高修复体使用寿命。     

三种基牙材料对铸造玻璃瓷冠碎裂影响的研究

目的 :研究不同种类和强度基牙材料与瓷冠破折碎裂的内在关系。方法 :选用计算机建立上颌中切牙的三维有限元模型 ,模拟陶瓷层、牙本质、核桩等结构。分析在天然齿基牙、钴铬合金基牙及复合树脂基牙情况下 ,铸造玻璃陶瓷全冠的瓷层内及残余牙本质的应力分布情况。结果 :高弹性模量的钴铬合金能够降低瓷层及残余牙本质内的最大主应力和最小主应力峰值 ,防止瓷层破折碎裂 ;而弹性模量与牙本质相近的复合树脂桩降低应力峰值的作用不明显。结论 :对于有牙髓活力的牙本质基牙 ,尽量保存牙髓活力后行全冠修复。对于行根管治疗术后的无髓牙 ,进行核桩冠修复时 ,采用高弹性模量的高熔合金 ,尽量避免使用弹性模量较小的复合树脂核     

三种基牙材料对铸造玻璃瓷冠碎裂影响的研究

目的:研究不同种类和强度基牙材料与瓷冠破折碎裂的内在关系.方法:选用计算机建立上颌中切牙的三维有限元模型,模拟陶瓷层、牙本质、核桩等结构.分析在天然齿基牙、钴铬合金基牙及复合树脂基牙情况下,铸造玻璃陶瓷全冠的瓷层内及残余牙本质的应力分布情况.结果:高弹性模量的钴铬合金能够降低瓷层及残余牙本质内的最大主应力和最小主应力峰值,防止瓷层破折碎裂;而弹性模量与牙本质相近的复合树脂桩降低应力峰值的作用不明显.结论:对于有牙髓活力的牙本质基牙,尽量保存牙髓活力后行全冠修复.对于行根管治疗术后的无髓牙,进行核桩冠修复时,采用高弹性模量的高熔合金,尽量避免使用弹性模量较小的复合树脂核.     

不同桩核材料对桩冠箍效应影响的三维有限元分析

[目的]研究桩冠修复中不同桩核材料对箍效应的应力分布影响,探讨箍效应的生物力学机制.[方法]建立正常上颌中切牙烤瓷核桩冠箍效应的三维有限元模型,模拟四种桩核材料(A组:铜合金,B组:金合金,C组:镍铬合金,D组:钛合金)的修复形式,通过静态加载分析牙本质受力情况.[结果]4种不同弹性模量的桩核材料,其Von Mises应力峰值在颈部分别为铜合金17.6 MPa,金合金17.6 MPa,镍铬合金23.8 MPa,钛合金17.6 MPa,镍铬合金组应力最高;在根部各组分别为26.8 MPa,22.9 MPa,39.3 MPa,26.9 MPa,金合金组应力最小,镍铬合金组最高,均有显著性差异(P<0.05).[结论]箍效应受桩核材料弹性模量的影响.高弹性模量的桩核材料,减弱了箍效应并使颈部及桩周牙本质应力过高.     

铸造桩冠修复上前牙桩的力学分析

目的:采用三维有限元方法研究铸造镍铬合金核桩冠在修复上颌中切牙时桩的受力情况?方法:螺旋CT机扫描正常人上颌中切牙,处理数据确定牙外周轮廓,获得边界坐标数据?将数据导入ANSYS中得到牙体的三维有限元模型?进行模型整体网格划分,在加载区域施加100 MPa外部静荷载,固定桩长,设定桩顶端直径为3.0?2.0?1.5和1.2 mm,分别计算桩近?远中方向Von Mise应力并分析其变化趋势?结果:桩尖端?距离桩尖2.0 mm?4.0 mm截面处,其所受Von Mise应力均较小,距离桩尖6.0 mm截面处,桩受力值明显增加,顶部唇?腭侧受力随直径增加,增大变化趋势更加明显,顶部近?远中受力变化虽然具有相似趋势,但其绝对值明显小于唇?腭?结论:铸造金属桩冠修复中,桩顶端外形设计成柱形,并尽可能减小桩尖端直径?     

动态载荷下三种形式箍效应的有限元分析

目的 在模拟口腔动态载荷下,研究上颌中切牙烤瓷核桩冠修复中三种形式箍效应的应力分布特点,通过动静态载荷下应力分析,为优化桩冠设计提供实验数据.方法 建立上颌中切牙烤瓷核桩冠三维有限元模型.模拟临床箍效应的3种形式(A、全冠边缘直接包绕牙体;B、桩核颈环直接包绕牙体;C、冠包绕1 mm,核包绕1 mm),通过动态加载分析牙本质受力情况并与静态加载结果相比较.结果 在动态载荷下,三组实验牙本质应力均表现为从颈部向根中部、根尖部逐渐增高;与静态载荷相比较,高应力区范围从根中部扩大至桩末端根尖区牙本质,在桩末端处应力值最高.动态载荷时根中下段唇侧牙体受力显著变大.各实验组每一分步动态加载时的高应力区位置恒定,不随加载量及应力值变化而变化.在应力峰值上,σvonA＜σvonC,σvonB＜σvonC,(p＜0.05).反转斜面降低应力峰值的作用最小.结论 通过计算机输入和手工划分网格相结合,可以建立符合临床和实验要求的动态有限元分析模型.在箍高度为2 mm时,动态载荷环境下冠包绕牙体(A)与核颈环(B)形式的箍效应均优于反转斜面形式(C),而A、B组则无显著差别.高弹性模量桩易导致桩末端和唇侧牙体受力过大而出现修复失败.     

桩核材料对第一前磨牙铸瓷冠应力分布的影响

目的:研究不同种类和强度桩核材料与铸瓷冠破折碎裂的内在关系。方法:在第一前磨牙轴对称纵剖面上设计二维有限元模型,模拟陶瓷层、牙本质领、桩核等结构,绕其对称轴旋转成三维有限元模型。分析在天然牙本质、金合金、Ni-Cr合金外涂0.5 mm色瓷、铸瓷、玻璃纤维树脂、普通复合树脂6种桩核材料情况下,铸造玻璃陶瓷全冠的瓷层内及残余牙本质领的应力分布情况。结果:在6种桩核材料中,高弹性模量的金合金能够降低瓷层及残余牙本质领的最大主应力和Von Mises应力峰值,防止瓷层破折碎裂;而弹性模量最低的普通复合树脂则正好相反。其他材料界于两者之间。即铸瓷冠瓷层及残余牙本质领的应力峰值随桩核材料弹性模量的减小而增大。结论:对于行根管治疗术后的无髓牙,进行核桩冠修复时,应采用高弹性模量的桩核材料;如果使用复合树脂核,也应采用高弹性模量的复合树脂。