上颌第一磨牙隐裂后三种修复方式的三维有限元分析

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目的:本实验采用三维有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)研究活髓隐裂牙分别采用复合树脂充填、高嵌体修复、全冠修复三种方式进行治疗前后的综合应力分布,比较哪种方式治疗更有利于均衡综合应力和改善患牙预后,进而为活髓隐裂牙修复方式的选择提供生物力学方面的理论参考。  方法:用锥形束CT扫描结合CAD/CAE工程软件建立模型:(A)左上颌第一磨牙三维有限元模型;(B)左上颌第一磨牙近中窝沟存在单端裂纹的有限元模型;(C)隐裂的左上颌第一磨牙采用复合树脂充填治疗的有限元模型;(D)隐裂的左上颌第一磨牙采用可切削氧化铝陶瓷高嵌体修复的有限元模型;(E)隐裂的左上颌第一磨牙采用可切削氧化铝陶瓷全冠修复的有限元模型。用手动划分奇异单元的方式模拟裂纹尖端的应力场;在abaqus CAE软件中设置面与面的接触属性表现修复体与牙体在咬合力作用下的力学关系。将牙根设置为固定边界,选取牙合面功能区分散施加垂直于牙面的载荷(咬合力),获取牙体牙合面的综合应力分布数据。  结果:1、成功建立了左上颌第一磨牙包含牙釉质、牙本质、髓腔的精细有限元模型和不同形状、不同材质的修复体的有限元模型。  2、600N咬合力垂直牙面分散加载后,获得五组模型咬合面的应力分布云图和Von mises应力值。  3、五组模型的Von mises应力峰值分别为:模型A:39.17 MPa;模型B:600.01MPa;模型C:52.94 MPa;模型D:41.77 MPa;模型E:42.12 MPa;三种修复方式后Von mises应力峰值降低率为:模型C:91.12%;模型D:93.04%;模型E:92.98%。结论:1、600N咬合力加载时,复合树脂充填、高嵌体修复和全冠修复均能显著降低隐裂的左上颌第一磨牙的Von mises应力;Von mises应力峰值降低率:氧化铝陶瓷高嵌体修复>氧化铝陶瓷全冠修复>复合树脂充填。  2、对活髓隐裂牙采取及时有效的修复措施是十分必要的。但影响活髓隐裂牙  预后的因素非常复杂,仅利用三维有限元法中的静态力学分析进行隐裂牙修复效果研究是不够的,尚需进一步研究和临床验证。
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