本研究利用齿科非接触式三维红外扫描仪和Simpleware有限元建模软件建立右上颌中切牙纤维桩核冠模型,采用扩展有限元法和体外抗折实验共同研究肩领高度和肩领结构对纤维桩核修复体的抗力性的影响,并模拟纤维桩核修复体的失效过程。第一部分纤维桩核冠修复体表面形貌数据的获取和高仿真三维有限元模型的建立[研究目的]通过齿科非接触式红外扫描仪,获取桩核修复体、预备体和牙槽骨的三维表面形貌数据,建立高精度的上颌中切牙纤维桩核冠修复体三维有限元模型。[材料与方法]制作标准桩核修复体、预备体和牙槽骨模型。利用齿科非接触式红外扫描仪依次扫描获得3组表面形貌数据。利用Simpleware有限元建模软件,建立包括修复体、牙体预备后基牙、玻璃离子粘固剂层、树脂核、纤维桩、树脂粘接剂层、牙胶、牙周膜、牙槽骨和牙龈十层结构在内的的三维模型,并进行网格划分。[结果]获得高精度的上颌中切牙纤维桩核冠修复体三维有限元模型。[结论]齿科非接触式红外扫描仪和Simpleware建模软件可用于建立高精度的齿科复杂的三维有限元模型。第二部分四种肩领高度纤维桩核冠修复体的抗力分析实验一四种肩领高度桩核修复体的体外抗折实验[研究目的]通过桩核冠修复体体外抗折实验和断面分析,研究4种肩领高度桩核冠修复体的抗力性和粘接界面的破坏模式,为扩展有限元分析提供理论参考。[材料与方法]60个已完成根管治疗的离体上颌中切牙随机分为肩领高度为0 mm、1 mm、2 mm和3 mm四组。纤维桩树脂核和金属全冠修复离体中切牙,复合树脂在中切牙釉牙骨质界下方2 mm处包埋纤维桩核修复体。使用万能测试仪,加载与牙体长轴呈45°角的静力作用于纤维桩核冠修复体的舌侧中1/3,直至修复体发生破裂。记录各个修复体折裂时载荷大小,采用单因素方差分析和Tukey’s检验比较各组间抗折强度差异。沿修复体矢状面纵向切开折裂后修复体,体式显微镜观察修复体横断面,研究不同肩领高度修复体的损伤模式。[结果]增高肩领高度显著提高修复体的抗折强度。断面分析结果显示低肩领组的折裂模以玻璃离子和树脂粘接剂层破裂为主,高肩领组的破裂模式以玻璃离子层破裂和肩领折裂的损伤为主。[结论]增高肩领高度有效提高桩核修复体的抗折强度,桩核修复体的破裂与玻璃离子粘固剂层和树脂粘接剂层的损伤相关。实验二肩领高度对桩核冠修复体抗力影响的扩展有限元分析[研究目的]通过扩展有限元分析,研究4种肩领高度桩核冠修复体粘接界面的应力分布特征,探讨桩核冠修复体可能的损伤模式,以期为临床提供一定理论参考。[材料与方法]利用Simpleware有限元建模软件构建上颌中切牙桩核冠修复体三维模型,肩领高度分别为0mm、1mm、2mm、3mm。使用Abaqus有限元分析软件,研究修复体舌侧45°加载350N静力时,桩核冠修复体各结构的应力分布。利用断裂力学理论的扩展有限元分析研究桩核冠修复体粘接界面破坏的发生和发展。[结果]线性分析表明4组模型根部应力分布相近,但低肩领组在玻璃离子粘固剂层有明显应力集中。扩展有限元分析表明0mm组在静力加载为50.4N和94.7N时,玻璃离子和树脂粘接剂层最先发生破坏。3mm组在静力加载为65.9N和228.2N时,玻璃离子和树脂粘接剂层发生破坏。增高肩领高度可以有效增大玻璃离子和树脂粘接剂层的最小破坏静力。[结论]扩展有限元可有效模拟桩核冠修复体破裂失败过程。牙本质肩领可减少粘接界面的应力集中,对维护桩核修冠复体稳定有积极意义。第三部分六种肩领结构纤维桩核冠修复体的抗力分析实验三六种种肩领结构桩核冠修复体的体外抗折实验[研究目的]通过桩核冠修复体体外抗折实验和断面分析,研究6种不同肩领结构桩核冠修复体的抗力性和粘接界面的破坏模式,为扩展有限元分析提供理论参考。[材料与方法]60个已完成根管治疗的离体上颌中切牙随机分为6组,分别为唇侧Omm舌侧0 mm、唇侧1 mm舌侧Omm、唇侧2 mm舌侧0 mm,唇侧0 mm舌侧1 mm、唇侧0 mm舌侧2 mm、唇侧2 mm舌侧2 mm。纤维桩树脂核和金属全冠修复离体中切牙,复合树脂在中切牙釉牙骨质界下方2 mm处包埋纤维桩核冠修复体。使用万能测试仪,加载与牙体长轴呈45°角的静力作用于纤维桩核冠修复体的舌侧中1/3,直至修复体发生破裂。记录各个修复体折裂时载荷大小,采用单因素方差分析和Tukey’s检验比较各组间抗折强度差异。沿修复体矢状面纵向切开折裂后修复体,体式显微镜观察修复体横断面,研究修复体的损伤模式。[结果]增高舌侧肩领高度对提高桩核冠修复体的抗折强度有显著性影响,增加唇侧肩领高度对桩核冠修复体的抗折强度影响无显著性差异。断面分析结果显示舌侧低肩领组的折裂模以玻璃离子和树脂粘接剂层破裂为主,舌侧高肩领组的折裂模式以玻璃离子层的破裂和肩领的折裂为主。[结论]舌侧肩领高度较唇侧肩领高度在提高桩核冠修复体的抗折强度有更重要的意义,桩核冠修复体的破裂与粘接剂层的破损相关。实验四肩领结构对桩核冠修复体抗力影响的扩展有限元分析[研究目的]通过扩展有限元分析,探讨6种不同肩领结构的桩核冠修复体粘接界面的应力分布特征和可能的损伤模式,以期为临床提供一定理论参考。[材料与方法]利用Simpleware有限元建模软件包构建上颌中切牙桩核修复体三维模型,肩领高度分别为唇侧Omm舌侧0 mm、唇侧1 mm舌侧Omm、唇侧2mm舌侧0 mm,唇侧0 mm舌侧1 mm、唇侧0 mm舌侧2 mm、唇侧2 mm舌侧2 mm。使用Abaqus有限元分析软件,利用断裂力学理论的扩展有限元分析研究修复体舌侧45°加载350 N载荷时,桩核冠修复体粘接界面损伤的发生和发展。[结果]扩展有限元分析表明6组玻璃离子粘固剂层的最小破裂载荷无明显差异。舌侧高肩领组树脂粘接剂的最小破裂载荷明显大于舌侧低肩领组树脂粘接剂的最小破裂载荷。[结论]舌侧牙本质肩领可分散树脂粘接剂界面的应力,保护树脂粘接剂层完整性,对维护桩核修复体稳定有积极意义。