下颌第一磨牙近中-面-远中洞型缺损修复的三维有限元分析

摘要

目的为研究下颌第一磨牙近中-面-远中(MOD)缺损修复方法及材料选择,通过三维有限元数字化建模,采用全冠、高嵌体、嵌体修复形式,应用树脂、二矽酸锂瓷材料Emax、金合金材料进行力学分析,观察修复体、粘接剂层及剩余牙体组织应力大小及分布情况。方法通过CBCT扫描离体牙,采用Mimics、Rapidform.xor3、Solidworks等逆向工程软件,建立下颌第一磨牙MOD缺损嵌体、高嵌体、全冠修复的三维有限元模型,用Abaqus软件进行装配及网格划分,分析在静态加载300N条件下各模型修复体层、牙本质层、牙釉质层、粘接剂层应力分布情况。结果在修复体层,全冠修复的Von-mises应力峰值普遍大于高嵌体、嵌体;金合金应力值普遍小于树脂及Emax。在牙釉质层,嵌体应力峰值远大于高嵌体并集中于近中颊尖处,金合金材料应力值低。在牙本质层,高嵌体应力峰值高但多分布在颈部向根方,冠部牙体组织无明显应力集中,嵌体模型应力主要集中在功能尖上。在粘接剂层,高嵌体及全冠组,金合金优于Emax优于树脂,而在嵌体组三者数值间差异不大。从应力分布上看,树脂嵌体、高嵌体粘接剂层拉应力多位于k面洞型侧壁及覆盖牙尖处,而Emax、金合金组在此处无过多应力分布。结论对于MOD缺损,高嵌体修复既可保护剩余牙体组织,又满足"微创"及"循序渐进"原则。全冠修复虽可以有效的保护牙体组织,但在修复体上有一定的应力集中,建议采用高强度材料修复。嵌体修复虽牙体预备量小,但在未覆盖的功能尖上易形成应力集中。修复材料方面,Emax和金合金材料性能均优于树脂,金合金在应力分布上有一定的优势。