生理载荷作用下上颌中切牙牙周膜应力分布的三维有限？…

以上颌中牙为解剖学基础建立了三维有限元模型,以生理载荷分别作用于上颌中切在然牙及桩冠修复体,通过计算得到了生理载荷作用下牙周膜的应力分布并与上颌中切牙种植体模型在生理载荷作用下的应力分牙周膜对应力的缓冲作用进行了比较研究。     

不同桩核冠修复上颌中切牙的三维有限元模型建立及应力分析

目的 建立4种不同修复上颌中切牙根管的有限元模型,研究不同桩核材料及根管重塑对上颌中切牙应力分布的影响,为临床应用提供理论参考。方法 采用CBCT 扫描、Mimics软件、Rapidform.xor3、Solidworks软件和Ansys Workbench软件建立4种修复系统的有限元模型,模拟咬合加载,计算Von Mises应力。结果 建立4种包含牙本质、全瓷冠、底层冠、桩核、牙胶尖、牙周膜、粘接剂及牙槽骨的上颌中切牙修复的精细的三维有限元模型。分析表明桩核材料及粘接剂性能影响牙本质Von Mises应力分布;桩的弹性模量越大,牙本质Von Mises应力越小。其中钴铬合金桩的牙本质Von Mises应力最小,为23.15 MPa。结论 通过建立不同修复上颌中切牙根管的有限元模型并进行应力分析,可以预测不同材质和结构桩核冠修复系统对上颌中切牙应力分布的影响,为修复系统的临床应用提供依据。     

上颌前牙段阻抗中心定位的有限元研究

在ANSYS13.0软件中建立6个上前牙及前颌骨的三维有限元模型,前牙以不锈钢唇弓和腭侧支架紧密固定。水平加载实验中,对其双侧牵引钩同一高度施加1.5N水平向后牵引力,施力点距中切牙切缘分别为7~21mm;垂直加载实验中,在腭侧支架中线上施加1.5N垂直压低力,施力点距中切牙切缘分别为4~16mm。经求解得出各种工况下模型内各节点的三维位移和应力分布。水平加载中,牵引高度距中切牙切缘14mm时,6个前牙的舌向位移和牙周膜的应力分布最为均匀;垂直加载中,作用点距中切牙切缘12mm时,6个前牙的压低位移和牙周膜的应力分布最为均匀。本研究认为标准大小的上颌6个前牙的阻抗中心(CRe)位于中切牙切缘根方14mm、腭侧12mm处,可为正畸理论研究和临床实践提供指导。     

上颌第一磨牙弯曲牙根生物组织应力的三维有限元分析

背景：根据弯根牙牙周膜应力分布为口腔临床工作者提供正畸施力的方式和大小,以此来优化正畸力系统设计。 目的：探讨上颌第一磨牙弯曲牙根受到正畸力作用下牙根及牙周膜的应力分布情况。 方法：选用正常形态和牙根弯曲的上颌第一磨牙作为建模素材,应用CT机扫描,ANSYS Workbench 11.0 有限元分析软件建立上颌第一磨牙及其牙周膜的有限元模型,应用6种不同载荷方式对模型进行加载,分析其应力分布情况。 结果与结论：弯根牙应力集中区主要在牙颈部,其次是根尖部,牙齿在做整体移动时其牙根、牙周膜、牙槽骨应力最小。对于弯根牙的矫治需要更准确的定位以及更合理的牵引力。     

天然上颌中切牙与种植体应力规律的三维有限元分析

背景：生物力学相容性是保证种植体与骨结合后长期稳定并行使功能的必要条件,因此,了解上颌中切牙与其周围骨组织应力应变分布情况对种植义齿修复尤为重要。 目的：根据天然牙5种不同解剖分型,探讨上颌中切牙牙根与种植体的应力分布规律。 方法：根据天然上颌中切牙5种不同解剖分型,通过UGNX、ANSYS等软件建立种植体及周围局部结构的三维有限元模型(B1、B2、M1、M2、P1),对种植体施加与牙长轴的夹角成0°、30°、45°、60°、90°的100 N静态荷载力,分析5类上颌中切牙牙根与种植体的应力分布情况。 结果与结论：5种分型中,天然中切牙与种植体等效应力随着加载力角度的增大而增大,种植体上升趋势高于天然牙。天然牙等效应力最大值集中在B1,最小值在M1,而种植体等效应力最大值在M1,最小值在M2。天然牙牙根等效应力有2%-31%的差距,种植体等效应力有4%-21%的差距,种植体的应力分布区间小于天然牙牙根的应力分布区间。说明种植体与天然牙随着咬合力角度的增大与受力呈正比,种植体所能承受的咬合力小于天然中切牙。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

上颌中切牙常用桩核材料理想直径的三维有限元量化分析

背景:牙体组织的力学组成比较复杂,牙、牙周膜、牙槽骨、黏膜组织不是线性材料,故无法直接被模拟。三维有限元法可以将复杂的生物系统简化成可被计算机分析的模型,通过对这些模型的分析进行生物力学方面的研究。目的:应用三维有限元,分析临床常用的3种不同桩核材料,修复上颌中切牙后剩余牙本质及桩的VonMises应力,对不同材料桩的理想直径进行量化。方法:Mimics软件直接读取CT数据建立三维有限元模型,Ansys软件下模拟钴铬合金桩、氧化锆桩和玻璃纤维桩对上颌中切牙进行桩核修复,分析修复后剩余牙本质上的VonMises应力峰值及桩的VonMises应力峰值,观察桩核修复过程中桩的直径及弹性模量对桩核冠修复效果的影响。结果与结论:相同直径不同材料的桩修复上颌中切牙后,随着桩的弹性模量增大,剩余牙本质上的VonMises应力峰值减小,桩的VonMises应力峰值增大。对于不同直径同种材料的桩核冠修复,桩直径存在一临界点,小于这一临界点时,剩余牙本质的VonMises应力峰值随着直径的增大而减小,超过这一临界点,剩余牙本质的VonMises应力峰值随着直径的增大而增大。提示采用高弹性模量材料进行修复上颌中切牙,虽然可以减少剩余牙本质的应力峰值,但却改变了牙根的应力分布,产生明显的应力集中;同种材料桩核修复上颌中切牙,随着桩直径的增大剩余牙本质上VonMises应力峰值呈现先减小后增大的变化趋势;经三维有限元分析钴铬合金桩、氧化锆桩、玻璃纤维桩修复上颌中切牙的理想直径分别为1.4,1.4,1.6mm。     

正畸力作用下上颌尖牙牙周膜的应力应变分布

背景：口腔临床工作者可以根据牙周膜应力分布控制正畸施力的方式和大小,从而优化正畸力系统设计。 目的：分析正畸力载荷作用下牙周膜的应力应变分布。 方法：将上颌尖牙牙根近似为抛物线形柱体模型,分析上颌尖牙牙根在正畸力作用下牙周膜应力应变分布。对模型加载、求解,对近似模型在剪力、轴力、弯矩以及扭矩分别作用下牙周膜应力应变分布进行分析,并将计算结果应用到正畸力作用下牙周膜应力应变分析。 结果与结论：实验结果显示有限元分析和理论计算结果差别较小,最大为13.4%,并且高应力区出现在牙槽嵴顶部截面。正畸力作用下牙周膜中应力应变分布比较复杂,应力应变分布不仅与牙根长度,还与不同的加载力系统有关。因此临床治疗过程中,口腔医生应适当地考虑这些因素。 关键词：牙周膜;正畸力;应力应变分布;上颌尖牙;生物力学 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.13.009     

弯曲牙根不同形状纤维桩修复的有限元分析

目的 通过三维有限元法研究不同形状纤维桩修复上颌中切牙弯曲牙根后牙本质及修复体的应力分布。方法 应用MicroCT扫描结合Mimics、Geomagic、UG、Abaqus有限元分析软件建立柱形、锥形、双锥度纤维桩修复上颌中切牙弯曲牙根的三维有限元模型。模拟咬合,将载荷施加于模型舌侧面,方向与牙长轴成45°角,大小为120 N,分析牙本质及桩核冠的应力分布。结果 3组模型应力分布趋势及应力值范围相同,最大应力主要分布在桩核交界处唇侧、全瓷冠颈缘唇侧,在牙根弯曲部位内侧牙本质层,柱形组Von Mises应力峰值为20.34 MPa,大于锥形组（16.42 MPa）和双锥度组（16.29 MPa）。结论 弯曲牙根进行桩核修复时,不应过多去除弯曲部位的牙本质,且使用锥状和双锥度纤维桩优于柱形纤维桩。 更多还原     

纤维桩核冠修复上颌中切牙三维有限元模型的建立

背景：建立有限元模型对缺损的上颌中切牙进行应力分析可为临床修复方法提供选择依据。 目的：建立纤维桩全瓷冠修复上颌中切牙的三维有限元应力分析模型。 方法：通过螺旋CT扫描、Mimics软件和Ansys软件建立冠缺损1/2的上颌中切牙采用纤维桩全瓷冠修复的三维有限元模型,模拟咬合加载,记录组织的Von Mises应力和最大拉应力。 结果与结论：建立了冠缺损1/2的上颌中切牙三维有限元模型,并模拟纤维桩核全瓷冠修复,与临床实际情况接近。运用螺旋CT、Mimics软件、Ansys软件能有效建立牙齿组织的三维有限元模型,模拟临床实际情况,并能以此演化为其他修复情况的模型。     

下颌三维有限元建模与动态载荷下的应力分析

目的:研究并完善基于锥形束CT（CBCT）图像的牙列、颌骨和牙周膜的三维有限元建模方法,分析模拟咀嚼动态加载时的应力分布。方法:选择一名牙列整齐、无牙体缺失、牙周健康的女性志愿者,用CBCT扫描头骨,从图像中提取下牙列与下颌骨模型,修复缺陷并进行曲面优化,对牙周膜建模并装配各部分构成三维实体模型,接着定义材料属性、划分网格、设置约束、施加载荷,分析牙列与周围骨组织在动态载荷作用下的应力分布。结果:成功构建人体下牙列、牙周膜和下颌骨的三维有限元模型。在动态加载下,等效应力峰值（44.73 MPa）位于下颌第一磨牙牙根处,牙周膜与牙颌骨在斜向载荷下会出现应力集中现象。结论:利用CBCT扫描结合多种软件可建立仿真度良好的下颌三维有限元模型,适用于后续生物力学研究。在Mimics软件中用不同阈值提取模型可使结果更精细。减小颊尖倾斜度降低受到的剪切力可改善应力集中现象。     

圆锥型套筒冠义齿和传统可摘义齿修复孤立基牙的三维有限元分析

BACKGROUND: The conical telescopic crown denture has a better long-term effect on dentition defects of few remaining teeth than the traditional removable denture. However, there are few studies to analyze the application of these two kinds of repair methods using the finite element method. OBJECTIVE: To compare the stress distribution of the isolated abutment tooth repaired using the conical telescopic crown denture and traditional removable denture. METHODS: Two-dimensional images of the mandible and dentition in healthy adults were scanned by CT. Three-dimensional finite element models of conical telescopic crown denture and traditional removable denture were established in the mandible only with the bilateral canines. Under the same vertical and oblique loadings, the maximum equivalent stress of the abutment, periodontal membrane or edentulous alveolar ridge was compared between two repair methods. RESULTS AND CONCLUSION: Under the vertical and oblique loadings, the total stress of abutment and periodontal membrane in the traditional removable denture was higher than that in the conical telescopic crown denture and the stress in the corresponding ring was concentrated obviously; the total stress of edentulous alveolar ridge in the conical telescopic crown denture was slightly larger than that in the traditional removable denture, but the stress was well-distributed and concentrated in a small area. Under the oblique loading, the total stress of abutment, periodontal membrane and edentulous alveolar ridge was higher than that under the vertical loading in these two dentures, and the stress was concentrated in the periodontal membrane of lingual neck, but the total stress in the traditional removable denture was larger, with a wider concentration range. These findings indicate that the stress on the supporting tissue of conical telescopic crown denture is more evenly distributed within a smaller range than that of traditional removable denture, and the former is more fit for the health of abutment, periodontal tissues and edentulous alveolar ridge.      

远中邻牙合腭面缺损的上颌第 1 磨牙纤维桩-树脂核修复的有限元分析

目的 探究根管治疗后远中邻 腭面(disto-occluso-palatal,DOP)缺损的上颌第 1 磨牙纤维桩-树脂核修复策 略。 方法 建立 8 种不同的纤维桩-树脂核修复策略修复后的上颌第 1 磨牙有限元模型。 若多根桩在髓腔内存在 干扰,则将较细的桩在重叠部分下方 1 mm 处水平截断作为辅桩,较粗的桩保留原长作为主桩。 分别加载与牙体长 轴平行的 800 N 垂直力和与牙体长轴呈 45°的 225 N 侧向力。 通过有限元分析计算牙体组织和纤维桩内的等效应 力及桩-树脂水门汀、树脂水门汀-根管壁界面上的切应力。 结果 在相同载荷下,不同组间在牙体组织外表面的应 力分布形式相似。 垂直加载时,应力集中于根干的腭侧面;侧向加载时,应力集中于根干的近中颊侧面。 置入纤维 桩的根管中 1 / 3 处内表面最大等儿应力上升,而根管颈 1 / 3 处内表面最大等效应力下降。 垂直、侧向载荷下所受 应力最大的桩分别是腭桩和近颊桩。 垂直载荷下,在同一根管内主桩较辅桩在桩-树脂水门汀界面上的切应力大; 侧向载荷下,近中颊桩的桩-树脂水门汀界面切应力最大。 垂直载荷下,树脂水门汀-根管壁界面上最大切应力在腭 根内放置纤维桩时最大;侧向载荷下,界面上的最大切应力在近颊根放置纤维桩时最大。 结论 对于 DOP 缺损的 上颌第 1 磨牙,纤维桩修复能有效地将 力向根方传导,改善剩余牙体组织中的应力分布。 在腭根内置入单根纤 维桩进行纤维桩-树脂核-全瓷冠修复可能是其最佳修复策略。     

Effect of hybrid layer on stress distribution in a premolar tooth restored with composite or ceramic inlay: an FEM study

The aim of this finite elemental stress analysis study was to evaluate the effect of hybrid layer on distribution and amount of stress formed under occlusal loading in a premolar tooth restored with composite or ceramic inlay. The mandibular premolar tooth was selected as the model based on the anatomical measurements suggested by Wheeler. The analysis is performed by using a Pentium II IBM compatible computer with the SAP 2000 structural analysis program. Four different mathematical models including the following structures were evaluated: 1) composite inlay, adhesive resin, and tooth structure; 2) composite inlay, adhesive resin, hybrid layer, and tooth structure; 3) ceramic inlay, adhesive resin, and tooth structure; 4) ceramic inlay, adhesive resin, hybrid layer, and tooth structure. Loading was applied from the occlusal surface of the restoration, and shear stresses under loading were evaluated. The findings were drawn by the Saplot program, and the results were analyzed by graphical comparison method. The output indicated that the hybrid layer acts as a stress absorber in models 2 and 4. The hybrid layer has also changed mathematical values of stress on cavity floors in both restoration types. Ceramic inlay collected the stress inside the body of the material, but the composite inlay directly transferred the stress through dental tissues. As a result, it was concluded that the hybrid layer has an effect on stress distribution under loading in a premolar tooth model restored with composite or ceramic inlay.     

Stress distribution of post-core applications in maxillary central incisors

The purpose of this study was to evaluate the stress distribution in a maxillary central incisor restored with various post-core applications. The study used a three-dimensional finite element method. The tooth was assumed to be endodontically treated with a porcelain crown. Two different sizes of Flexi-post, Cera-post, and Composipost were compared for 200 N palatal and incisal loads. It was determined that, purely from the point of view of strength considerations, core material was determined to be of greater importance than post material or size. Higher elastic moduli of the posts resulted in lower stresses throughout the tooth.     

动态咬合下牙周膜的生物力学分析

目的 分析动态咬合下加载时间、角度因素对牙周膜应力和位移的影响。方法 采用逆向工程技术建立牙周膜厚度为0.2 mm的下颌前牙—牙周膜—牙槽骨的三维模型,在与牙体长轴分别成0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°,由颊侧向舌侧的动态咬合载荷作用下,分析不同周期下牙周膜的应力、位移变化状况。结果 在单周期下,由不同角度载荷引起的牙周膜最大残余应力极大值与最小值之比为5.5,最大位移极值之比为8.1;由5周期引起的最大位移极大值与极小值之比在1.02~1.35内随载荷角度增加;由不同角度载荷引起的最大残余应力极大值与极小值之比在1.86~3.00内随咬合周期数增加;不同角度下最大应力均集中在颈缘舌侧区域, 最大残余应力位置分布随时间在颈缘不同部位间变动;0°载荷下牙根的应力累积最严重。结论 下前牙固定桥基牙选择的临床应用中,应注意牙周膜应力累积情况以及最大残余应力分布的不确定性;临床治疗中,应避免对牙齿施加大角度载荷,尽量减少连续咬合较硬食物。     

牙周膜厚度对舌侧矫治中下颌第1磨牙近中移动的影响

目的 研究舌侧矫治中下颌第1磨牙近中移动过程,牙周膜厚度因素对牙齿及牙周组织应力和位移的影响。方法 基于逆向工程技术的方法,分别建立牙周膜厚度为0.15、0.2、0.25、0.3、0.35 mm的等牙槽骨高度的牙齿—牙周膜—牙槽骨三维模型,在舌侧矫治中倾斜、旋转及整体移动载荷作用下,分析牙周膜、牙根及牙槽骨表面的应力和位移状况。结果 由牙周膜厚度差异引起的牙周膜、牙根以及牙槽骨表面最大应力极大值与极小值之比分别为1.46、2.06、6.72,牙根、牙槽骨表面的最大位移极大值与极小值之比分别为1.65、1.50;对应不同的牙周膜厚度值,牙根及牙周组织最大应力部位在牙根、根分叉以及牙颈间变动。结论 临床治疗中,应注意观察牙颈、根分叉以及牙根部位的变化,针对牙周膜厚度较小的患者,整体移动更有利于牙齿及牙周组织的健康。     

Photomechanical investigations on the stress-strain relationship in dentine macrostructure

In this study photomechanical experiments were carried out to examine the relationship between macroscopic mechanical stress and strain gradients within the root dentine structure. Three-dimensional digital photoelasticity was used to study the stress distribution patterns in tooth models, while digital moire interferometry was used to study the strain gradients within the natural teeth. The stress analysis showed a distinct bending stress distribution, along faciolingual plane in the coronal and cervical regions of the tooth. There was a reduction in bending towards the apical third of the tooth model. The strain analysis displayed strain gradients in the axial (along the long axis of the tooth) and lateral (perpendicular to the long axis of the tooth) directions in dentine. There was a conspicuous reduction in strains from the cervical to the apical third of the root dentine. The root dentine displayed uniform distribution of normal strains. Although there was a steep increase in stresses from the inner core region to the outer surface of an isotropic tooth model, there were more uniform strain gradients in the natural dentine structure. It is apparent from these observations that complex organization of material properties facilitated distinct strain gradients in dentine structure during mechanical functions.     

构建聚乳酸-羟基乙酸电纺丝-壳聚糖电喷微球牙周仿生膜

文题释义： 离子交联法制备壳聚糖微球：离子交联法利用酸性环境下壳聚糖呈阳离子性,向壳聚糖溶液中边搅拌边滴加三聚磷酸钠,带负电的磷酸根离子与壳聚糖分子链上带正电荷的氨基通过静电吸附,从而形成微球。 牙周膜：是连接牙齿和牙槽骨之间具有方向性的结缔组织,宽度为0.15-0.38 mm,其内含具有一定方向性胶原纤维束,其一端埋入牙骨质,另一端伸入牙槽骨内,具有固定牙根和缓解咀嚼时所产生压力的作用,又称牙周关节;牙周膜能形成牙槽骨及牙骨质,被破坏后能重建。由此可见,牙周膜不是普通的纤维结缔组织,它具有方向性、附着点、可再生牙周组织(牙骨质、牙周膜、牙槽骨)。 背景：当牙齿脱离牙槽窝后,牙周膜断裂,残留在脱位牙根表面的牙周膜由三维变成二维,丧失了支架膜的作用,导致脱位牙再植后根骨粘连。如何研发一种能黏附牙根表面具有一定厚度及强度的三维缓释支架材料,是脱位牙牙周膜再生成功的关键之一。 目的：构建可黏附脱位牙根表面的缓释生长因子的三维仿生膜。 方法：采用静电纺丝技术制备聚乳酸-羟基乙酸电纺膜,研究电纺溶剂二氯甲烷与二甲基甲酰胺混合溶液、六氟异丙醇、三氯甲烷对电纺膜的影响,筛选最佳的电纺溶剂。采用电喷技术与离子交联法制备壳聚糖微球,研究壳聚糖相对分子质量(5万、10万)与质量浓度(10,20 g/L)、接受液三聚磷酸钠浓度(2%,5%,10%)、电压(14,28 kV)对壳聚糖微球的影响,筛选最佳的参数。构建含基质细胞衍生因子1壳聚糖微球(最优参数设计),检测其体外释放基质细胞衍生因子1α的速率。首先将聚乳酸-羟基乙酸电纺膜裹在牙齿根表面,然后在其表面滴加壳聚糖微球,在其外层裹一层薄薄的聚乳酸-羟基乙酸电纺膜,从而形成聚乳酸-羟基乙酸-壳聚糖微球-聚乳酸-羟基乙酸膜。 结果与结论：①利用电纺溶剂六氟异丙醇制备的聚乳酸-羟基乙酸电纺膜平均直径最小、空隙率最大;②当壳聚糖相对分子质量为5万、质量浓度为20 g/L时,微球的大小基本一致,平均直径366.6 μm,单分散性好、饱满、稳定;28 kV电压下形成的壳聚糖微球更符合脱位牙仿生膜的要求;利用5%三聚磷酸钠制备的壳聚糖微球表面微观结构孔径居中,最有利于临床牙周膜再生;壳聚糖微球可持续释放基质细胞衍生因子1α 1个月左右;③实验创建了一种黏附牙齿表面的具有缓释效能的聚乳酸-羟基乙酸-壳聚糖微球-聚乳酸-羟基乙酸三维仿生膜并筛选出构建此仿生膜的最佳参数,可在此模型基础上进一步研究组织工程手段对脱位牙再植的效果及机制。 ORCID: 0000-0003-3957-3423(封小霞) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程