圓錐形套筒冠義齒修復(fù)游離端缺失的三維有限元分析

高　翔　姚光洋　楊　萍　周振平

(包頭醫(yī)學(xué)院口腔學(xué)院修復(fù)教研室，內(nèi)蒙古　包頭　014060)

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圓錐形套筒冠義齒修復(fù)游離端缺失的三維有限元分析

高翔姚光洋1楊萍2周振平3

(包頭醫(yī)學(xué)院口腔學(xué)院修復(fù)教研室，內(nèi)蒙古包頭014060)

目的采用有限元法研究套筒冠義齒在牙槽骨不同吸收程度情況下基牙在不同方向的位移及基托下支持組織應(yīng)力分布。方法采用CT技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)及Solidworks有限元軟件，根據(jù)牙槽骨不同吸收程度，建立8組套筒冠義齒的三維有限元模型。對(duì)8組模型中基牙位移及各模型基托下支持組織應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算對(duì)比、分析。結(jié)果各模型位移方向一致，基牙位移垂直方向向根尖移位，水平方向由近中向遠(yuǎn)中移位，隨著牙槽骨吸收的增加，位移加大。各模型基托下支持組織的應(yīng)力分布情況較均勻，隨著牙周支持組織吸收程度加劇，會(huì)導(dǎo)致支持組織應(yīng)力增大，但這種變化是逐漸的，未見明顯的突變區(qū)。結(jié)論對(duì)牙槽骨吸收嚴(yán)重的牙周病患牙，設(shè)計(jì)上應(yīng)該增大義齒基托面積，減輕基牙承受的力；套筒冠義齒適用于修復(fù)游離端缺失的病例。

套筒冠義齒；游離端缺失；位移；應(yīng)力

在臨床中常見老年患者牙槽骨吸收嚴(yán)重，余留牙條件差。由于牙周支持組織差，采用常規(guī)的可摘活動(dòng)義齒修復(fù)，固位及咀嚼效果不佳，為了減輕基牙承受力，可采用套筒冠義齒進(jìn)行修復(fù)治療。 套筒冠義齒修復(fù)牙列缺損，具有適用范圍廣、功能恢復(fù)理想、能控制改善基牙牙周狀況等優(yōu)點(diǎn)，已越來越多的為廣大醫(yī)生和患者所接受〔1〕。許多學(xué)者對(duì)套筒冠義齒的應(yīng)用進(jìn)行了一些臨床和基礎(chǔ)研究〔2～6〕。但對(duì)于基托下支持組織應(yīng)力分布及基牙位移的研究，目前報(bào)道較少。本實(shí)驗(yàn)采用三維有限元法研究套筒冠義齒在牙槽骨不同吸收程度情況下基牙不同方向的位移值及基托下支持組織應(yīng)力分布。

1　材料與方法

1.1標(biāo)本來源被測(cè)試對(duì)象為1例牙列完整、牙周組織正常、無口腔病變的女性健康志愿者。

1.2CT掃描被檢對(duì)象取仰臥位，頭部固定，頦部抬高，使下頜下緣與水平面垂直，并戴用預(yù)先制作的咬合板，使被測(cè)者微張口，避免上、下牙列接觸重疊。掃描全過程中，要求口腔處于安靜狀態(tài)。使用日立公司Turbo CT掃描機(jī)，掃描條件120 kV，125 mA，1.0 s。操作時(shí)，掃描標(biāo)志線與下頜骨下緣平行，由下至上進(jìn)行橫斷面掃描，直至髁狀突頂端。其中自髁狀突頂端至下頜骨下緣斷面間距為2 mm，共獲得31張斷層影像；另外，自中切牙切端至磨牙根尖，間距為1 mm，獲得31張斷層影像。

1.3處理CT圖像及讀取數(shù)據(jù)采用Arroy公司透掃儀將CT膠片進(jìn)行透掃，通過其配套軟件將圖像轉(zhuǎn)換為TIF格式圖片保存，再將圖片用Photoshop 6.0專業(yè)圖像處理軟件讀取。根據(jù)軟件的坐標(biāo)系讀取下頜骨和牙齒的各層輪廓坐標(biāo)，再根據(jù)其所在斷層數(shù)值，將其每層輪廓曲線的二維坐標(biāo)輸入EXCEL電子表格轉(zhuǎn)化為純文本曲線文件格式保存。

表1　實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ头诸愌啦酃俏盏陌俜直?%)

表2　有關(guān)材料和組織的力學(xué)參數(shù)

2　結(jié)　果

對(duì)8組模型中基牙位移及各模型基托下支持組織應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。表3可見，各模型位移方向一致，基牙位移垂直方向向根尖移位，水平方向由近中向遠(yuǎn)中移位，隨著牙槽骨吸收的增加，位移加大。各基牙垂直向位移較小且相近均小于近遠(yuǎn)中向位移，隨著牙槽骨吸收程度的增加基牙位移增加，而基托下組織位移垂直向小于基牙位移，而近遠(yuǎn)中向大于基牙位移。

表4可見，模型Ⅰ基托下支持組織應(yīng)力值遠(yuǎn)中大于近中，以近基牙的第一磨牙值最小，其峰值小于基牙周圍組織應(yīng)力；模型Ⅱ基托下支持組織應(yīng)力值均勻，遠(yuǎn)中大于近中；模型Ⅲ基托下支持組織應(yīng)力值均勻；模型Ⅳ基托下支持組織應(yīng)力值遠(yuǎn)中小于近中；模型Ⅴ基托下支持組織應(yīng)力值均勻；模型Ⅵ基托下支持組織應(yīng)力值較均勻，且遠(yuǎn)中小于近中；模型Ⅶ基托下支持組織應(yīng)力值較為接近；模型Ⅷ基托下支持組織應(yīng)力值分布均勻，且遠(yuǎn)中小于近中。

表3　基牙位移值(mm)

表4　基托下支持組織應(yīng)力分布(MPa)

3　討　論

本實(shí)驗(yàn)中建模的特色在于將整個(gè)模型分為若干個(gè)模塊保存，如每個(gè)牙齒都分為牙根、牙冠、牙周膜三個(gè)零件分別保存，這樣可以非常方便地根據(jù)研究目的選擇相應(yīng)的零件裝配成所需的模型進(jìn)行研究。至于改變冠根比或牙周膜厚度等，較為簡(jiǎn)單：只需改變相應(yīng)的數(shù)值即可。這為我們今后的研究提供了極大的便利，更由于避免了模型的重復(fù)建設(shè)而節(jié)省了大量的人力、物力。本實(shí)驗(yàn)中牙周膜的獲得是通過將牙根反向抽殼而得到，這樣牙根周圍都有一層牙周膜包繞，更符合真實(shí)情況，因此計(jì)算結(jié)果也會(huì)更接近現(xiàn)實(shí)情況。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)遠(yuǎn)中基牙吸收加重時(shí)，位移會(huì)明顯增加，而其他情況下，各基牙位移值差值不大，從力學(xué)角度分析，牙槽骨吸收程度不同，必將引起位移在牙齒根部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸不同，因?yàn)樘烊谎姥栏ㄟ^牙周纖維懸吊在牙槽窩內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)中心越偏牙根上部牙齒動(dòng)度減小；反之，當(dāng)牙槽骨吸收增加時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)必將向根尖移動(dòng)，動(dòng)度增加，而動(dòng)度過大必將會(huì)引起牙周創(chuàng)傷，因此，當(dāng)遠(yuǎn)中基牙牙槽骨吸收過大時(shí)，牙周創(chuàng)傷較大，作為基牙當(dāng)慎重考慮。在臨床應(yīng)用中，對(duì)牙槽骨吸收嚴(yán)重的牙周病患牙，由于牙周支持組織條件差，設(shè)計(jì)上應(yīng)該增大義齒的基托面積，減輕基牙承受的力，通常采用緩沖型套筒冠義齒進(jìn)行修復(fù)治療〔8〕。

套筒冠由內(nèi)外兩層冠組成，內(nèi)冠粘在基牙上，外冠與義齒支架部分鑄造連接成整體。義齒通過內(nèi)外冠之間的摩擦力產(chǎn)生固位力，使義齒獲得良好的固位穩(wěn)定性〔9〕。因此，在咀嚼時(shí)基牙受力形式與固定橋相似。牙合力通過外冠傳遞至基牙，避免偏心力矩造成牙齒支持組織受力均勻，使基牙應(yīng)力降低，牙周組織得到生理性刺激。同時(shí)，將單根牙或單個(gè)牙連接成整體，以發(fā)揮牙周組織代償功能，提高承受咀嚼力的能力，被義齒固定的患牙又能更好地對(duì)抗來自各方向的側(cè)向牙合力。套筒冠由于通過外冠與支架連成一個(gè)整體，使牙合力得到分散，固位穩(wěn)定良好，對(duì)基牙有牙周夾板作用，較舒服，去除了活動(dòng)義齒的卡環(huán)，較為美觀〔10〕。套筒冠加工精度高，邊緣高度密合，對(duì)牙周組織刺激小，減少了菌斑堆積，牙合力分布均勻〔11〕。因此，套筒冠義齒是用游離端缺失，特別是伴有不同程度的牙槽骨吸收的良好方式。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：基托下支持組織的應(yīng)力分布情況是均勻的，牙周支持組織吸收程度加劇，會(huì)導(dǎo)致支持組織應(yīng)力變化，但這種變化是逐漸的，并未見明顯的突變區(qū)。當(dāng)基牙牙周組織吸收水平一致時(shí)，隨著吸收程度增加，而基托下組織應(yīng)力不隨吸收程度增加而降低，這與套筒冠義齒的支持組織應(yīng)力重新分配有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了對(duì)于牙周病引起牙周支持組織吸收的病例，套筒冠義齒修復(fù)可起到牙弓夾板作用。因此，牙槽骨水平吸收在30%以內(nèi)的牙齒，均可作為套筒冠義齒的基牙。

1王紅梅，楊永進(jìn)，蔡興偉.套筒冠義齒修復(fù)輕中度牙周炎伴多數(shù)牙缺失的療效觀察〔J〕.中華老年口腔醫(yī)學(xué)雜志，2012；10(3)：142-5.

2賈素俠，李國(guó)賓，張志偉.圓錐形套筒冠義齒修復(fù)老年人牙周病伴牙列缺損的療效〔J〕.中國(guó)老年學(xué)雜志，2012；32(15)：3320-1.

3陳霞云，唐倩，徐雄均.緩沖型套筒冠義齒用于中重度牙周病老年患者的臨床觀察〔J〕.中華老年口腔醫(yī)學(xué)雜志，2012；10(2)：77-80.

4劉偉，周志強(qiáng)，文愛杰.牙周病牙列缺損圓錐形套筒冠義齒修復(fù)療效觀察〔J〕.北京口腔醫(yī)學(xué)，2012；20(6)：343-4.

5杜軍，張帆，李二紅.圓錐型套筒冠義齒修復(fù)牙列缺損的療效觀察〔J〕.實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志，2011；27(5)：715-6.

6Kamposira P，Papavasious G，Bayne SC.Fin-Element analysis estimates of cement microfracture under complete veneer ceneer crowns〔J〕.J Prosthetic Dentistry，1994；71(5)：435.

7巢永烈，楊永豐，趙云鳳，等.天然牙-末端種植牙固定橋的受載分析〔J〕.華西口腔醫(yī)學(xué)雜志，1995；13(1)：6.

8徐君伍.口腔修復(fù)學(xué)〔M〕.第4版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2000：288-309.

9許正龍.圓錐型套筒冠義齒修復(fù)牙列缺損的臨床應(yīng)用〔J〕.口腔醫(yī)學(xué)，2008；28(11)：612.

10劉海光，柏寧，梅予峰.套筒冠式牙周夾板固定在重度牙周病治療中的應(yīng)用觀察〔J〕.口腔醫(yī)學(xué)，2009；29(12)：643-5.

11王云霞.套筒冠式固定橋?qū)ρ乐苎装檠懒腥睋p患者基牙牙周狀況的影響〔J〕.口腔醫(yī)學(xué)研究，2013；29(9)：836-8.

〔2014-10-09修回〕

(編輯趙慧玲/曹夢(mèng)園)

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.14.083

高翔(1972-)，女，主任醫(yī)師，碩士，碩士生導(dǎo)師，主要從事義齒固定研究。

R783.6

A

1005-9202(2016)14-3532-03；

1包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院口腔科2大連中山趙云剛口腔診所

3吉林大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院生物力學(xué)教研室