不同设计形式铸造桩核修复重度缺损磨牙三维有限元分析

目的 通过三维有限元方法分析不同根桩数目铸造桩核修复重度缺损上颌第一磨牙后牙体组织应力分布.方法 以右上颌第一磨牙为标本,通过CT扫描获得图像信息,采用Mimics三维建模软件、FreeForm视觉设计系统建立健康上颌第一磨牙、单根铸造桩核、双根铸造桩核以及三根铸造桩核修复重度缺损上颌第一磨牙的三维有限元模型;利用Ansys有限元软件分析比较加载后牙体组织的Von Mises应力、拉应力和压应力峰值分布和变化.结果 随着根桩数目从单根桩增加到双根桩和三根桩,牙本质的Von Mises应力峰值和压应力峰值呈减小趋势,而拉应力峰值增大并集中在与核有夹角的腭根桩和远中颊根桩末端对应的根管牙本质.桩核修复后的磨牙牙体组织应力峰值均比健康第一磨牙小.结论 铸造桩核修复重度缺损上颌第一磨牙时,根桩数目和桩与核的夹角均影响牙体组织应力分布.     

不同桩核系统修复上颌第一磨牙的有限元分析

目的：利用有限元法分析不同数目桩、不同材料桩核及不同载荷对磨牙桩核冠修复后剩余牙体组织的应力大小及其分布的影响。方法：采用CT扫描上颌第一磨牙,有限元法建立不同数目桩及不同材料桩核修复上颌第一磨牙后的模型,载荷1以480 N总载荷垂直加载模拟正中咬合,载荷2以200 N总载荷与牙长轴成45°斜向加载模拟咀嚼,采用MSC.Marc软件分析剩余牙体组织的Von Mises应力大小及其分布。结果：随桩核材料弹性模量的增加,牙颈部Von Mises应力峰值减小,牙根内表面的应力值增加;铸造桩组腭根和远中颊根桩修复时,桩周牙本质的应力峰值小于腭根桩修复及腭根和近远中颊根桩修复;载荷2条件下,牙颈部的应力峰值较载荷1条件下的应力峰值小,而牙根内表面的应力峰值较大。结论：桩的数目、桩核材料及载荷大小与方向均对磨牙桩核冠修复后剩余牙本质的应力大小和分布有影响。     

牙体缺损程度对后牙桩核冠修复牙本质应力影响的三维有限元分析

目的:比较上颌第一磨牙不同程度牙体缺损桩核冠修复后牙本质应力分布情况,探讨牙体剩余量与牙本质应力分布之间的关系。方法:通过磨片法建立上颌第一磨牙桩核冠有限元模型,比较上颌第一磨牙4种不同程度牙体缺损桩核冠修复后的牙本质应力分布情况。结果:后牙牙体水平向缺损量超过其牙冠牙体量1/2时,牙本质应力峰值较高,缺损量在牙冠牙体量1/2以内,对应力峰值无显著影响。结论:当水平向牙体剩余量大于1/2时,剩余牙体组织所受应力较大,上颌第一磨牙的腭根根分叉处是根折的危险区域。     

纤维桩对复合树脂修复根管治疗后磨牙影响的有限元研究

目的 探讨上颌第一磨牙根管治疗后树脂充填修复和纤维桩结合树脂充填修复对其牙体及充填体的应力分布的影响。方法 采用计算机体层摄影术（CT）、有限元法建立根管治疗后树脂修复（A组）及纤维桩树脂修复（B组）的上颌第一磨牙模型,以600 N总载荷垂直加载模拟最大咬合力,以200 N总载荷45°斜向加载模拟咀嚼力,分析两组模型的牙体及充填体Von Mises应力特征。结果 A组、B组的牙体Von Mises应力分布模式相似,B组颊侧颈部形成应力集中,应力峰值位于釉牙骨质界;最大咬合力条件下,B组Von Mises应力峰值在牙本质外表面低于A组,内表面高于A组;咀嚼力条件下,B组Von Mises应力峰值在剩余牙体的各部位均较A组低。B组树脂充填体表面的Von Mises应力峰值及高应力区范围均明显小于A组。结论 纤维桩的存在可降低牙本质及树脂充填体的应力峰值,提高患牙抗折强度,而颈部应力集中可能导致牙折发生位置偏高。     

不同设计桩核的后牙残根核桩冠修复体的三维有限元应力分析

目的采用三维有限元法比较不同长度和数目桩核、不同材料桩核对后牙残根桩核冠修复体牙本质应力大小及其分布的影响,探讨后牙残根桩核冠修复时合理的桩核设计及选材。方法采用CT扫描、Mimics软件及Abaqus软件建立上颌第一磨牙桩核冠的三维有限元模型。根据桩长度和数目的不同、桩核材料的不同,将上颌第一磨牙桩核冠的三维有限元模型分为相应的实验组。在模型咬合面上选取3个载荷点,分别施加80 N的载荷,计算各实验组中牙本质上的Von mises应力、最大主应力、剪切应力的应力峰值及分布方式。结果在桩长度和数目不同时,随着桩长度和数目的增加,牙本质上各项应力峰值呈现不规律变化。在不同桩核材料时,随着桩核材料弹性模量的增加,牙本质上的Von mises应力、最大主应力、剪切应力峰值均减小。结论在本实验研究条件下,不同桩长度和数目、不同桩核材料对后牙残根桩核冠修复体牙本质上的应力峰值和应力分布均有影响。     

上颌中切牙斜形折裂修复设计的有限元分析

目的:通过三维有限元方法分析研究上颌中切牙斜形折裂采用不同方式修复后的应力分布。方法:利用CBCT及三维有限元软件,建立上颌中切牙斜形折裂的有限元模型,并对缺损牙按照3种修复方法建模,分析各组模型在侧向力下的Von Mises等效应力和最大主应力分布与峰值。结果:(1)同种折断模式下,剩余牙体组织等效应力值:纤维桩核冠组最大,5 mm髓腔固位冠组最小;修复体等效应力值:铸造桩核冠组最大,纤维桩核冠组最小;纤维桩核冠组粘结层的等效应力峰值最高。(2)随着肩领高度增加,剩余牙体组织等效应力均减小,纤维桩核冠组和铸造桩核冠组比髓腔固位冠组递减率更大;且舌侧肩领高度增加比唇侧肩领高度增加所造成的剩余牙体组织等效应力递减率更大。结论:完整且高度足够的牙本质肩领是上前牙大面积缺损时采用纤维桩核冠和铸造桩核冠修复的必要条件,当牙本质肩领不完整时,舌侧肩领比唇侧肩领更有利于提高残根的抗折性。当上颌中切牙斜形折裂,肩领不完整时,采用髓腔固位冠修复的应力分布优于桩核冠,其中固位体深度为5 mm的髓腔固位冠可能是最佳修复方式;若采用桩核冠修复,铸造桩核冠比纤维桩核冠更有利于剩余牙体组织应力均匀分布。     

纤维桩核冠修复上颌中切牙牙体缺损的应力分析

目的研究不同程度缺损的上颌中切牙行纤维桩、全瓷冠修复后纤维桩、粘接剂、牙周膜、牙槽骨等的应力变化,以及这种变化与牙体缺损程度的关系。方法螺旋CT扫描上颌中切牙,运用Mimics软件、Ansys软件建立7种牙体缺损上颌中切牙的三维有限元模型,模拟纤维桩全瓷冠修复、咬合加载,记录纤维桩、粘接剂、牙周膜、牙槽骨的Von Mises应力和最大拉应力。结果纤维桩、粘接剂、牙周膜、牙槽骨的应力大小和分布随牙体组织的减少没有明显变化,粘接剂的应力值在0 mm牙本质肩领时稍增大。结论牙体组织的减少对纤维桩、粘接剂、牙周膜、牙槽骨的应力大小和分布无明显影响。     

下颌磨牙残冠纤维桩核冠修复的有限元应力分析

目的 分析下颌第一磨牙残冠不同缺损壁数的情况下,不同数目、不同部位的纤维桩核冠修复的应力分布情况和应力大小.方法 利用三维有限元法建立下颌第一磨牙残冠2壁和3壁缺损情况下,不同数目和不同部位的纤维桩核冠修复模型,施加225N垂直向的静态载荷及动态载荷.记录两种载荷下各部位牙本质von Mises应力最大值和最大主应力.结果 下颌磨牙2种缺损状态在动静态载荷下,未植入纤维桩组最大Von Mises应力最大,均高于植入纤维桩组,近中植入2根纤维桩组和植入3根纤维桩组的应力分布最均匀.下颌磨牙3壁缺损在静态载荷下,植入3根纤维桩组最大,Von Mises应力明显小于其他2组.结论 2壁缺损情况下,考虑选择植入1根纤维桩.3壁缺损情况下,可以考虑通过增加纤维桩数量来分散应力,减小牙体折裂风险.     

铸造桩核修复重度缺损上颌第一磨牙三维有限元模型的建立

目的探讨铸造桩核修复重度缺损上颌第一磨牙三维有限元模型的建立方法。方法对上颌第一磨牙样本模型进行两方位多层CT扫描，采用Mimics软件和Ansvs软件，结合Freeform触觉设计系统之自由造型软件建立铸造桩核冠修复重度缺损上颌第一磨牙的三维有限元模型。结果成功建立形态逼真、结构层次清晰的三根铸造桩及核修复重度缺损上颌第一磨牙三维有限元模型。结论改进CT扫描方式可增加样本图像信息量的获取：Mimics和Ansys建模软件结合应用可提高三维有限元模型的精确度：Freeform自由造型软件可用于建立复杂桩核修复系统的三维模型。     

上颌第一磨牙分体桩核冠的三维有限元分析

目的：应用三维有限元分析不同直径和长度的分体桩核冠修复磨牙后牙根及核桩的应力分布规律,比较分体桩的直径和长度对修复磨牙的影响。方法：应用螺旋CT扫描及医学影像传输与转录技术,建立不同直径和长度的分体桩核冠的上颌第一磨牙三维有限元模型,比较不同载荷下各桩核冠修复磨牙后牙根及核桩的应力分布规律。结果：减少核桩的长度,可以降低牙根及核桩的应力峰值;牙根的应力随着核桩直径的增加而增加,而核桩的应力随其直径的增加而减少。结论：适当减少核桩的长度和直径有利于提高修复体的成功率。     

单根锉根管预备系统的研究进展

随着根管预备器械的不断发展创新,镍钛根管预备系统被越来越多地应用到临床治疗中。相比于普通不锈钢K锉,它具有一定优势。而普通旋转镍钛根管预备系统在使用过程中也存在需要更换器械、操作较为繁琐、耗时、易造成器械折断等不足。为了解决这些难题,一种全新的根管预备系统——单根锉根管预备系统应运而生,它摒弃了现有的镍钛系统中多根逐步扩大的根管锉的组合使用,在大多数病例中,仅使用一根扩大锉就能完成根管预备。关于这一新技术国内外都有很多研究报道,本文旨在就这一全新的"单根锉根管预备系统"的研究进展进行综述。     

纤维桩和金属桩全冠修复后下颌第一磨牙残根的有限元应力分析

目的 分析经金属桩和纤维桩全冠修复后下颌第一磨牙残根在静态及动态载荷下,剩余牙体组织应力分布形式和应力大小.方法 利用有限元法分别建立下颌第一磨牙残根纤维桩核冠和金属桩核冠修复的模型,静态载荷为在牙冠表面施加与牙体长轴一致的225N的压力,动态载荷为225N的半正弦脉冲,历时1ms.记录2种载荷下各部位牙本质von Mises应力最大值以及最终时刻的牙本质von Mises应力.结果 2种载荷下,2种桩核系统修复后牙本质最大Von Mises应力都位于牙本质颈部近舌侧.动态载荷下,牙本质最大Von Mises应力超过100Mpa.2种载荷下,纤维桩修复后牙本质各部位的Von Mises应力基本都略小于金属桩修复.动态载荷下,根分歧区的应力明显增大,显著高于其他部位.结论 动态载荷下颈部的应力值大于牙本质的抗折强度.金属桩修复的牙本质应力普遍大于纤维桩,纤维桩能较好地分散应力,可以考虑作为后牙残根的一种较好的修复方式.     

不同修复方法对深型楔状缺损牙应力分布影响的三维有限元分析

目的 应用三维有限元法分析不同修复方法对深型楔状缺损下颌第一前磨牙应力分布的影响。方法 采用CT扫描下颌第一前磨牙后建立三维有限元模型,模拟深型楔状缺损,建立根管治疗后楔状缺损处未做任何处理的模型作为对照组,同时按照根管治疗后修复方法的不同建立4个实验组模型：树脂充填（A）组、树脂充填后桩修复（B）组、树脂充填后冠修复（C）组、树脂充填后桩冠修复（D）组;根据桩的材料将B、D组分为4个亚组：纤维桩（B1、D1）组、金钯桩（B2、D2）组、纯钛桩（B3、D3）组和钴铬桩（B4、D4）组。分别以100 N、30°斜向力加载于模型的颊尖顶偏颊面,应用有限元分析软件分析模型中各处最大主应力和Von Mises应力。结果 1）对照组模型剩余牙体组织最大主应力和Von Mises应力峰值与缺损尖端处牙本质的相同。2）A、B、C、D组模型的剩余牙体组织、缺损尖端处牙本质的最大主应力和Von Mises应力峰值均较对照组明显降低（P<0.05）;全冠修复的C组的最大主应力和Von Mises应力峰值与D组近似;根管内放置桩的B、D两组中,纤维桩修复的桩—牙本质界面处牙本质应力峰值明显小于铸造桩组（P<0.05）。3）A组模型颊尖位移值与对照组相似（P>0.05）,但大于B、C、D组（P<0.05）。结论 深型楔状缺损患牙根管治疗后应行全冠修复;在根管内放置桩并不是必须的,若放置桩,应选择与牙本质弹性模量接近的纤维桩。     

不同牙本质肩领高度的上颌中切牙用不同材料桩核冠修复的有限元分析

目的 应用三维有限元法分析具有不同牙本质肩领高度的上颌中切牙,在选用不同材料桩核冠修复后的应力分布。方法 通过螺旋CT扫描、Mimics和Geomagics等软件建立桩核冠修复的上颌中切牙有限元模型,模拟玻璃纤维、氧化铝陶瓷两种材料在0 mm、1 mm、2 mm、3 mm 4种牙本质肩领高度,在上颌中切牙舌侧切1/3与中1/3交界处,与牙体长轴成45°切龈向加载,载荷量为100 N,加载方式为静态加载,分析牙本质内的Von Mises应力和位移。结果 纤维桩和陶瓷桩对上颌中切牙修复后的应力集中区均位于桩尖牙本质中,随着材料弹性模量的升高应力峰值明显增加,陶瓷桩修复的上颌中切牙应力峰值（11.263 0 MPa）明显高于纤维桩修复的应力峰值（9.745 9 MPa）。陶瓷桩材料修复上颌中切牙的Von Mises应力值和位移受牙本质肩领高度的影响较小,随着牙本质肩领高度的降低,Von Mises应力值逐渐下降,最大主应力和最小主应力均逐渐增加,修复后的位移也随牙本质肩领高度的降低而下降。结论 通过建立不同牙本质肩领高度上颌中切牙的桩核冠修复的有限元模型和应力分析,能够预测不同材料对不同牙本质肩领高度的上颌中切牙应力分布的影响,应根据不同牙本质肩领高度选择不同的桩核材料。此外,适当保留牙本质肩领结构对提高修复效果具有重要意义。     

不同形态的氧化锆陶瓷桩对牙本质应力的三维有限元分析

目的:通过三维有限元分析的方法模拟牙体组织的力学组成,分析不同形态的氧化锆陶瓷桩修复上颌中切牙后对周围剩余牙本质的应力分布规律。方法:根据成年男性上颌中切牙的标准数据,通过ANSYS 12.0软件直接建立平行桩、锥形桩、末端锥形桩3种不同形态的氧化锆陶瓷桩修复上颌中切牙的三维有限元模型;对建立的模型进行网格划分;通过加载边界条件,设定模型主参数以及加载静态载荷;分析牙本质内的Von Mises应力的分布规律,观察不同形态的桩核对其周围剩余牙本质的影响。结果:成功建立了不同形态的氧化锆陶瓷桩核和牙根的三维有限元模型;柱形桩和锥形桩的牙本质应力分布沿牙本质界面向牙颈部逐渐增大达高峰,末端锥形桩应力最高峰在根末1/3;锥形桩所受的牙本质应力大于柱形桩,且锥度越大,受到的应力也相应越大。结论:柱形桩组所受应力值均小于锥形桩组,末端锥形桩组在牙根部应力值最大;选择氧化锆材料时,柱形桩为最佳设计。     

The influence of ferrule effect and length of cast and FRC posts on the stresses in anterior teeth

Objectives

The purpose was to assess the influence of ferrule effect and length of cast post and cores, and FRC posts on the strength of anterior teeth.

Materials and methods

The investigations were conducted by means of finite element analysis with the application of contact elements. Thirteen 3D models of maxillary first incisors were generated: model 1 was an intact tooth; 2A – a tooth with all-ceramic crown with ferrule effect, 2B–D a teeth restored with, ferrule and FRC posts of various lengths 13 mm, 8 mm, 4 mm, 3A – a tooth with ceramic crown without, ferrule effect, 3B and C teeth without ferrule and 10 mm, 5 mm length FRC posts, 4B–D teeth with ferrule, restored by cast posts and cores of 13 mm, 8 mm, 4 mm lengths and 5B and C teeth without ferrule, restored with cast posts and cores of 10 mm, 5 mm lengths. Each model was subject to a load with a total force of 100 N uniformly distributed under the lingual cingulum, at an angle of 130°. To evaluate, the strength of tooth tissues, ceramics and composites, the modified von Mises failure criterion was used, for FRC the Tsai-Wu criterion and for cast NiCr alloy the von Mises criterion. Contact stresses were calculated at the luting cement–tissue interface.

Results

Ferrule effect in teeth reduces mvM stresses in dentin, in posts and in luting cement. The contact tensile stresses around posts in teeth with ferrule effect were 1.7–3.0 times smaller than in, teeth without ferrule. Lower mvM stresses occurred in teeth with cast posts in comparison with FRC posts. The mvM stresses in teeth with posts of various lengths were similar, irrespective of post material.

Significance

Ferrule effect in teeth with posts and cores has a critical influence on stress reduction. Using posts and cores made of rigid materials leads to stress reduction in teeth. Post length has a small, effect on stress values in tooth structures.     

桩核材料对牙本质应力分布的影响

目的 研究6种不同材料行桩核修复前后牙本质的应力分布情况,为临床桩材料的选择提供理论依据。方法 采用螺旋CT扫描数据建立上颌中切牙烤瓷桩核冠的三维有限元模型,在此模型上对用铸造Ni-Cr合金、铸造钛合金、铸造金合金、玻璃纤维树脂、聚乙烯纤维树脂及普通复合树脂6种材料行桩核修复前后的牙本质应力分布情况进行数值分析。结果 在6种材料中,与桩修复前的烤瓷熔附金属冠修复牙相比较,临床最常用的铸造Ni-Cr合金桩修复使桩尖周围牙本质的最大主应力和Von Mises应力分别升高了152％和162％;聚乙烯纤维树脂桩修复后,牙本质中的应力分布情况无明显改变。其他材料行桩修复后牙本质中应力分布的差异较大。桩植入后对牙本质应力分布模式的影响与桩的弹性模量密切相关。结论 与牙本质弹性模量接近的聚乙烯纤维树脂更适合用于桩修复。     

Three-Dimensional Finite Element Analysis of Custom-Made Ceramic Dowel Made Using CAD/CAM Technology

Purpose: This study compares the stress distribution in the structure of a loaded endodontically treated maxillary extracted canine restored with either custom-made zirconia (Cercon) or cast gold dowel and core. Materials and Methods: Standard treatments were implemented to prepare the gutta-percha-filled root canal and dowel space. The tooth along with the dowel and core fabricated pattern resin were prepared to receive an all-ceramic (Cercon) crown. An impression was made for the tooth preparation with the zirconia milled dowel and core in place to fabricate the Cercon crown using CAD/CAM. The restored canine was scanned, and from the scan two models were constructed with the surrounding ligament and bone. Three-dimensional finite element elastic analysis was then carried out for the stress distribution within the different regions of the two models due to a concentrated force of 100 N applied at the mid-lingual area. Analyses were made for three load angulations, vertical, buccolingual horizontal, and an in-between oblique force at 45(o) . Each region of the models was assumed isotropic and homogeneous. The two restored canines with zirconia and gold were compared in terms of the resulting maximum tensile, compressive, and Von Mises stresses. Results: Generally, there were no significant differences in the maximum stresses in most regions for both models. Von Mises stresses for zirconia dowel and core was 8.966 MPa and for cast gold dowel and core was 8.752 MPa. The maximum tensile stress for zirconia dowel and core was 9.326 MPa, and for cast gold dowel and core was 8.166 MPa. Conclusions: The present work validates the use of CAD/CAM zirconia material for ceramic dowel and cores. Clinical implications: CAD/CAM Zirconia can be used for a custom-made dowel and core in an esthetically demanding zone as an esthetic replacement for a metal cast dowel and core when restoring endodontically treated teeth.