齿冠延长术后上中切牙残根桩核冠修复的有限元分析.doc

齿冠延长术后上中切牙残根桩核冠修复的有限元分析【摘要】目的：对齿冠延长术后上中切牙残根桩核冠修复的有限元进行分析，为齿冠延长术患者的中切牙残根桩冠修复提供参考依据。方法：建立齿冠延长术后不同牙槽骨高度的中切牙残根桩单冠修复模型和联冠修复模型，并根据牙槽骨高度将实验模型分对照组（高度正常）、观察1组（高度降低1mm）、观察2组（高度降低2mm）和观察3组（高度降低3mm）。采用三维有限元方法对每组实验模型进行100N的斜向加载，分析牙槽骨高度对患牙单冠修复和联冠修复的影响。结果：对照组实验模型的内等效应和切断动度明显小于观察1、2、3组（P0.05）。观察1组实验模型的单冠组患侧的应力值明显增加，与其它三组实验模型比较存在明显差异，而联冠组的健侧应力明显增加，但增加幅度较小，未超过牙周潜力，患侧应力无明显变化。观察3组实验模型的单冠组应力明显增加，且超过牙周潜力。随着牙槽骨高度的降低，齿冠延长术后切牙切断的位移距离越大。结论：当牙槽骨高度降低小于2mm时，采用单冠和联冠修复均可获得良好修复效果，当牙槽骨高度降低等于或大于3mm时，必须采用联冠修复。【关键词】齿冠延长术；中切牙残根桩；单冠修复；联冠修复；有限元分析；牙槽骨高度由上前牙外伤导致的冠折和根折是临床牙科常见疾病，目前临床多采用烤瓷和全瓷桩核冠修复治疗不太严重的冠折和根折，而对于较为严重的冠折和根折一般情况下均采用齿冠延长术治疗1。齿冠延长术在临床应用中可在保持牙齿生物学宽度的基础上，延长患者牙冠宽度，为后期修复提供必备空间。但实施该术会导致患者牙颈部与牙骨之间的牙周膜消失，而牙颈部又是前牙牙周膜面积最大的部位，该部位牙周膜的缺失会对患者牙冠的稳定性产生一定程度的影响2。临床治疗牙周病，多数情况下是将冠设计成联冠，使多个冠共同抵抗外力，以提高患者患牙的稳定性。本次研究探讨了齿冠延长术后不同牙槽骨高度对患牙单冠修复和联冠修复的影响，以期能为齿冠延长术患者的中切牙残根桩冠修复提供好的借鉴意义，现将研究结果总结报道如下。1. 材料与方法1.1一般材料选取1个牙冠长度为10.8mm、牙根长度为13.2mm的上颌离体中切牙，利用MicroCT进行扫描，扫描层后为30m，并转换呈DICOM格式储存。采用Mimics软件读取和扫描CT图片，通过灰度阈值设定和3D运算获取中切牙三维模型。利用Geomagic软件对生成的中切牙模型进行表面去噪点，填充缺损和根管口，并将其转化呈NURBS曲面，最后在UG软件中利用曲面缝合功能将模型实化，获得真实上颌中切牙三维模型。制造模型时将牙根减少的长度设定为可变参数，通过草图工具画出牙槽骨，将一侧牙槽骨高度设置为可变参数，修整牙槽骨模型，制作多个不同牙槽骨高度的实验模型。1.2方法根据牙槽骨高度的不同将实验模型分为四组，分别为对照组（高度正常）、观察1组（高度降低1mm）、观察2组（高度降低2mm）和观察3组（高度降低3mm）。并根据实验模型两颗中切牙牙冠是否相联分为单冠组和联冠组。建立有限元分析模型，将三维实体模型输入到Algor软件中。有限元模型中将实验模型的材料和组织假设为连续、均质的弹性材料，并设定模型组织参数，详见表1。利用十节点四面体单元对模型进行网格划分，获得有限元分析模型。采用三维有限元方法对每组实验模型进行100N的斜向加载，分析牙槽骨高度对患牙单冠修复和联冠修复的影响。表1有限元模型各部分材料参数材料弹性模量（GPa）泊松比全瓷冠96.200.24树脂7.900.31牙本质18.500.33纤维桩48.000.32秘制骨13.600.29松质骨1.350.311.3统计学处理 本次研究过程中所得数据均采用统计学软件SPSS19.0进行统计处理，计量资料采用s表示，采用t进行检验，P0.05代表差异具有统计学意义。2. 结果2.1四组实验模型的内等效应和切断动度比较经统计分析发现对照组实验模型的内等效应和切断动度明显小于观察1组、观察2组和观察3组，观察3组实验模型的内等效应和切断动度明显大于其它三组，组间比较差异具有统计学意义（P0.05），详见表2。表2 四组实验模型的动度比较（s）类别对照组观察1组观察2组观察3组单冠0.420.070.580.070.710.080.920.12*联冠0.390.040.550.080.690.090.940.09*注：组间比较*P0.052.2四组实验模型的应力比较观察1组实验模型单冠组健侧的应力明显增加，与对照组、观察2组和观察3组比较存在明显差异（P0.05），同时观察2组实验模型单冠组健侧的应力明显高于观察3组和对照组，（P0.05），详见表3。表3四组实验模型的应力比较（s）类别对照组观察1组观察2组观察3组健侧患侧健侧患侧健侧患侧健侧患侧单冠40.13.2*49.22.986.44.5*73.54.167.53.5*65.23.058.52.4*56.22.1联冠41.23.540.43.177.63.372.83.952.63.150.82.853.12.251.41.9注：组间比较*P0.052.3齿冠延长术后切牙切端位移情况本次研究发现齿冠延长术后随着牙槽骨高度的降低，切牙切端的位移距离越大，观察3组实验模型的切牙切端位移距离明显大于对照组、观察1组和观察2组，组间比较差异具有统计学意义（P0.05），详见表4。表4 四组实验模型切牙切端位移情况比较（mm）类别对照组观察1组观察2组观察3组单冠0.400.51*0.65*#0.82*#&联冠0.410.490.520.61注：与对照组比较*P0.05，与观察1组比较#P0.05，与观察2组比较&P0.053.讨论齿冠延长术是近年来国内、国际临床牙科应用比较广泛的一种牙周手术。临床应用主要是行根向复位瓣手术和少量骨切除术，将牙齿折裂面边缘完全暴露出来，以此来增加患者患牙牙槽腊顶以上牙体组织的长度，使牙体保持正常的生物学宽度，为后期进行全冠修复创造条件3。齿冠延长术的应用可有效避免由直接修复导致的牙根炎、增生和牙周病等并发症的发生，改善患者临床治疗效果，解除患者痛苦，提高患者生活质量4。然而临床应用中也发现齿冠延长术术中需要去除少量骨质，该种做法必然会导致患者牙齿冠根比例发生改变，而冠根比例的改变在很大程度上会对基牙的坚固性造成影响，导致基牙松动或脱落5。本次研究结果显示齿冠延长术后单冠修复，随着牙槽骨高度的逐渐降低，其患侧和健侧的应力峰值均有不同程度的增加，且切牙切端的位移距离也随着牙槽骨高度的降低而增大。说明牙槽骨受到比正常值更大的应力时，患者的牙冠切端动度也会随之变大，在一定程度上加大了对牙周的破坏性。而齿冠延长术后行联冠修复发现观察1组、观察2组和观察3组实验模型健侧和患侧所受到的应力相对于单冠修复明显降低，切牙切断位移距离也随之缩小，提示牙槽骨不同降低高度下，联冠修复的效果要明显优于单冠修复，有利于患者牙周健康的恢复。本次研究对齿冠延长术后上中切牙残根桩核冠修复进行有限元分析，通过建立有限元模型分析发现，当牙槽骨降低高度小于2mm时，齿冠延长术后行单冠修复和联冠修复均可取得良好效果，而当牙槽骨高度降低等于或大于3mm时，则需要采用联冠修复，若此时选择使用单冠修复，则会导致患者患牙所承受的应力超过牙周潜力，不仅会对患牙的治疗效果造成影响，也会威胁到患者牙周的健康，因此临床牙科行齿冠延长术后，应为患者选择恰当的残根桩核冠修复方法，以促进患者牙周健康的恢复。参考文献：1郭朝忠,侯宇鹏. 齿冠延长术后上中切牙残根桩核冠修复的有限元分析J. 西南国防医药,2013,08(6):886-889.2山雯婷,俞灏,顾晓宇,杨安,赵丹,胥春. 唇、腭向倾斜上中切牙桩核冠修复有限元模型的构建J. 口腔颌面修复学杂志,2013,05(4):281-285.3王长清. 上颌