两种粘接剂的近中-合-远中洞型金合金嵌体三维有限元模型及应力分析

摘要

背景:金合金嵌体在后牙牙体缺损的修复领域应用历史悠久,作为嵌体修复领域的金标准,其优异的机械性能和生物相容性得到长期认可。然而,国内外口腔界关于金合金嵌体的洞型设计、粘接剂选择、粘接界面应力分析、剩余牙体组织抗力形和固位形设计和预估,尚未达到一致共识,需进一步研究以期提高金合金嵌体远期成功率。目的:建立右下颌第三磨牙近中-合-远中洞型金合金嵌体三维有限元模型,探究不同洞型深度下,3M Rely X Unicem和vario-link树脂粘接剂粘接金合金嵌体后,粘接界面和牙体组织应力分布规律及特点。方法:采用Micro-CT扫描,Mimics、Goemagic Studio、NX 10.0等软件,建立不同深度和粘接剂的右下颌第三磨牙近中-合-远中洞型金合金嵌体三维有限元模型。其中模型A:合面洞型深度为1 mm,合面宽度为3 mm,3M Rely X Unicem树脂粘结剂;模型B:合面洞型深度为2 mm,合面宽度为3 mm,3M Rely X Unicem树脂粘结剂;模型C:合面洞型深度为4 mm,合面宽度为3 mm,3M Rely X Unicem树脂粘结剂;模型D:合面洞型深度为1 mm,合面宽度为3 mm,vario-link树脂粘接剂;模型E:合面洞型深度为2 mm,合面宽度为3 mm,vario-link树脂粘接剂;模型F:合面洞型深度为4 mm,合面宽度为3 mm,vario-link树脂粘接剂。用ANSYS Workbench软件网格划分,并分析各模型在10 N·mm转矩、垂直载荷600 N和舌向45°加载175 N条件下应力分布情况。结果与结论:不同洞深及粘接剂条件下,舌向45°加载175 N条件下各模型后,在洞深2 mm时,牙根等效应力最小,适宜金合金嵌体和vario-link粘接修复。垂直载荷600 N后,对于牙根等效应力,模型F高于模型C;对于牙根最大主应力,模型D高于模型A;对于粘接剂等效应力,vario-link树脂粘接剂模型较大。提示4 mm深度时,vario-link粘接界面产生的牙根部破坏性应力较大。各模型的应力集中区域为根分叉区、髓室顶、龈壁、近中或远中根颈1/3处。提示不同洞深、粘接剂和加载条件下,应力集中大小和区域有所不同,应避免过浅(4 mm)洞型设计,3M Rely X Unicem和vario-link均可作为金合金嵌体粘接剂,但需进一步临床实验验证三维有限元模型分析结果。