上颌第一前磨牙楔状缺损的病因研究及充填治疗的生物力学分析

摘要

研究背景:楔状缺损是一种临床常见的牙体硬组织疾病,主要发生于牙体颈部区域,通常可以引起牙本质敏感,深的楔状缺损可能导致牙髓感染甚至牙冠水平向折断等严重后果。目前对其病因的研究结果显示楔状缺损的形成与不良的刷牙习惯,牙颈部结构薄弱,龈沟内酸性渗出物的侵蚀作用等因素有关。近年来的一些研究发现,牙体的颈部是咬合力的应力集中区,长时间反复的咀嚼作用会使应力集中区域出现微小损伤,降低该区域牙体组织的抗机械磨损和化学腐蚀能力,因此,牙颈部的应力疲劳以被认为是楔状缺损发病的内在因素。
　　 在应力疲劳导致楔状缺损发生的过程中,侧向力的作用目前已受到众多学者的关注。牙体受到与与牙体长轴呈一定角度的侧向力作用时,会在牙颈部出现明显的应力集中,导致釉质晶体间的连接断裂,并进一步导致楔状缺损。
　　 目前临床上治疗楔状缺损的方法主要是充填治疗,而充填治疗后充填材料的脱落率较高。由于楔状缺损的发病与咬合力的作用,尤其是咬合力产生的对牙体的侧向力作用有关,据此可以推断,对楔缺的治疗单纯使用充填法,而不对其产生的病因进行有效去除,致病因素的继续存在必然会影响治疗的效果。充填治疗后适当的咬合调整是必要的,通过咬合调整减小牙体受到的侧向力,从而减轻充填材料及其临近的牙体组织在功能状态下受到的应力作用,对提高治疗后充填材料的保存率具有积极的作用。
　　 研究目的:
　　 本课题从生物力学的角度出发,以楔状缺损患病率较高的人类上颌第一前磨牙为研究对象,运用CT扫描技术和三维有限元分析技术相结合建立上颌第一前磨牙的三维有限元标准模型以及楔状缺损充填治疗后模型,对模型加载不同方向的咬合力作用。分析加载状态下牙体组织各部分应力分布情况,重点分析标准模型颊面牙颈部以及楔状缺损模型充填体部的应力分布情况,进一步探讨(牙合)力在楔状缺损形成过程中的作用,并为楔状缺损的病因,预防及治疗提供理论依据。
　　 实验方法:
　　 1.上颌第一前磨牙的三维有限元模型建立:有限元分析法依靠其高度的仿真性及准确性,目前已在生物力学研究领域得到广泛应用。我们选用形态正常的人类上颌第一前磨牙,经过外形测量,石蜡包埋,通过螺旋CT扫描层厚为0.6mm,获取32张牙齿横断图像,以此为基础,通过有限元分析软件MSC marc2005建立高度仿真的上颌第一前磨牙三维有限元模型作为标准模型,为后续的力学分析奠定基础。
　　 2.楔状缺损病因学的生物力学研究:在已建立的标准模型上,加载作用于(牙合)面中央窝、颊尖舌斜面和舌尖颊斜面中央,方向分别为平行于牙长轴、与牙尖斜面垂直以及垂直于牙尖斜面并偏向水平面20°的,大小均为100N的模拟(牙合)力,以模拟牙体处于不同方向咬合力状态下的受力情况,分析在此受力状态下模型颊面颈部的应力分布情况,检测有限元模型的有效性并分析咬合力,尤其是侧向力在楔状缺损产生过程中的作用。
　　 3.楔状缺损治疗后的生物力学评估:在已建立的模型上进行修改形成楔状缺损充填治疗后的有限元模型。在此模型上施加与上一实验步骤相同方向和大小的模拟(牙合)力以模拟修复后牙体处于不同咬合状态下的受力情况,分析模拟充填体的应力分布特征。
　　 实验结果:
　　 1.对上颌第一前磨牙标准模型的应力分析结果显示,当咬合力方向与牙体长轴平行时,(牙合)面受力点处有应力集中区域,牙体其他部分应力分布较为均匀。当咬合力方向与牙体长轴呈一定角度时,牙体颊面颈部有应力集中区域出现,随着偏移角度增加,应力集中情况更加明显。
　　 2.对上颌第一前磨牙充填治疗后模型的应力分析结果显示,当咬合力方向与牙体长轴平行时,充填体区域受到的应力较小。当咬合力与牙体长轴呈一定角度时,充填体区域受到的应力明显增大,随着偏移角度增加,此区域应力集中情况更加明显。
　　 实验结论:
　　 1.侧向力作用会在牙体颊面颈部区域产生应力集中,且随着侧向力的增大,应力集中情况更加明显。进一步证实了咬合力,尤其是侧向力,在楔状缺损发病过程中的作用。
　　 2.楔状缺损充填治疗之后,侧向力会导致充填材料受到较大的应力作用,此应力随着侧向力的增大而增大。提示临床上楔状缺损充填治疗之后,应当对牙体进行适当的调磨,降低牙尖斜度以降低牙体受到的侧向力,以降低充填材料的应力负荷,减少材料内部损伤,降低脱落率。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:主要英文缩略语

前言

实验一 上颌第一前磨牙三维有限元模型的建立

实验二 (牙合)力因素在楔状缺损形成中作用的三维有限元分析

实验三 楔状缺损充填治疗后的生物力学分析

附图

参考文献

致谢

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