不同根管预备方法对牙体组织应力分布影响的三维有限元分析

摘要

根管治疗（rootcanaltherapy,RCT）主要治疗方法包括根管预备、根管消毒和根管充填三大步骤,良好的根管预备奠定了治疗成功的基础。目前临床工作者越来越多的倾向于大锥度的镍钛根管预备器械制备牙齿根管系统，主要是由于大锥度镍钛器械的切割效率高、柔韧性好、更好的冠部扩展及配套的根充材料使得操作步骤更加简洁。根管冠部的锥度增大可以提高根管冲洗及充填的效率，也使得牙齿牙本质壁变的更加薄弱。为了研究根管锥度的改变对牙体组织应力分布的影响，以及不同预备器械对牙体组织应力分布的影响，本课题采用三维有限元方法模拟三种不同根管锥度牙齿模型及临床常用三种不同器械预备充填的牙齿模型，观察牙体硬组织应力分布，以期为临床合理运用根管预备器械提供理论依据。
　　一.实验目的和方法：
　　1.建立成人下颌第一磨牙的三维模型，作为今后生物力学分析的基础。应用Micro-CT扫描技术、图像处理，Materialise公司的Mimics医学工程软件以及Raindrop公司的GeomagicStudio10逆向工程软件建立成人下颌第一磨牙的三维模型。
　　2.建立不同根管锥度的牙齿三维有限元模型。利用Pro/EngineerWildfire4.0软件和Workbench软件建立根管锥度为0.02、0.06及0.1的牙齿模型，并模拟充填，构建了不同根管锥度并完成充填的牙齿三维有限元模型。
　　3.对不同根管锥度的下颌第一磨牙模型进行三维有限元分析。Workbench软件分析不同根管锥度牙齿模型在同一载荷中央集中加载条件下的应力分布情况，了解应力变化趋势。
　　4..对不同器械预备充填后的下颌第一磨牙三维有限元模型进行应力分析。利用Pro/EngineerWildfire4.0软件和Workbench软件对35号K锉、ProTaper、Mtwo三种器械的根管预备和充填进行模拟，建立不同根管器械预备充填后下颌第一磨牙三维有限元模型，并分析不同模型在同一载荷中央集中加载条件下的应力分布情况，了解应力变化趋势。
　　二实验结果：
　　1.通过Micro-CT技术结合逆向工程软件建立的三维模型与真实牙齿标本有良好的相似性，模型在表面及内部结构极好地模拟了实物的形态特征。
　　2.建立了不同根管锥度充填后的人下颌第一磨牙三维有限元模型。网格划分后牙齿三维有限元模型：根管锥度0.02的牙齿模型牙体硬组织具有47021个单元，根管系统有6971个单元，共有53992个节点四面体单元；根管锥度0.06的牙齿模型牙体硬组织具有47325个单元，根管系统有7705个单元，共有55030个节点四面体单元；根管锥度0.1的牙齿模型牙体硬组织具有47738个单元，根管系统有8179个单元，共有55917个节点四面体单元。
　　3.不同锥度根管牙齿根管壁应力水平有变化。其中根管锥度为0.1这一组模型根管口应力最大，三种不同解剖形态的牙齿模型中最大为双根管三根牙齿模型，达到14.93Mpa。根管锥度0.06组次之，根管锥度0.02组根管口应力最小。牙齿根管壁应力随着根管锥度增大而增大。
　　4.不同器械预备根管后牙齿根管壁应力水平略有不同，其中35号K锉预备组根管口受力最大，三种不同解剖形态的牙齿模型中最大为双根三根管牙齿模型，达到11.68MPa。ProTaper组次之，Mtwo组相对应力最小。根管中部及根尖部应力分布基本没有变化。但应力值均远小于牙本质的极限压缩强度，说明这三种常用的根管预备方法都是安全可行的。

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缩略语表

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英文摘要

前 言

文献回顾

一、 有限元法：

二、 CAD 技术与逆向工程技术：

三、 Micro-CT 技术：

四、 根管预备技术：

正 文

实验一 利用 Micro-CT 技术结合逆向工程软件建立下颌第一磨牙三维模型的初步研究

1. 材料

2.方法

3. 结果

4. 讨论

实验二 模拟预备不同锥度根管并充填后下颌后牙牙体组织三维有限元模型的建立

1. 材料和方法

2. 结果

3. 讨论

实验三 不同根管锥度对下颌第一磨牙应力分布改变的三维有限元分析

1. 材料和应用软件

2. 实验方法

3. 结果

4. 讨论

实验四 采用不同根管预备方法的牙齿三维有限元模型受力分析比较

1. 材料和方法

2. 实验方法

3. 结果

4. 讨论

小 结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢