本研究在根据断裂力学理论建立上颌第一磨牙隐裂三维有限元模型的基础上,研究早期隐裂的上颌第一磨牙在受到咬合力时的应力分布以及裂纹扩展情况。并模拟调合磨改牙尖斜度,观察治疗前后模型疲劳寿命的改变,对调合治疗效果进行初步评估,以希望能够对临床治疗方案的选择提供一定参考。目的1.建立上颌第一磨牙的精细三维有限元模型2.建立上颌第一磨牙隐裂的三维有限元模型并进行初步应力分析3.对隐裂的上颌第一磨牙进行裂纹疲劳扩展分析并初步评估调合治疗的疗效方法1.对正常上颌第一磨牙进行Micro-CT扫描,将调整后的断层图片使用Mimics软件根据图像灰度进行拟合,分别建立带有结点及面信息的牙釉质及牙本质的STL格式三维模型。用Magics RP软件对STL文件进行处理,调整表面三角形质量并使釉牙本质界密合、均匀一致。之后将高质量的牙釉质、牙本质的STL模型导入有限元软件中,生成三维有限元模型。2.应用断裂力学理论对裂纹部位网格进行手动修改后通过裂纹实体建模方法建立上颌第一磨牙隐裂的有限元模型。在咬合面加载垂直于接触面的载荷进行应力分析。3.建立含有三种不同深度(0.5mm, 1.5mm, 2.5mm)裂纹的隐裂上颌第一磨牙有限元模型,在模拟调合前后分别对每个模型加载正常咀嚼力的循环载荷,进行利用MSC.Fatigue软件进行裂纹疲劳扩展分析,观察治疗前后模型疲劳寿命的改变。结果1.建立了精细的上颌第一磨牙的三维有限元模型,此模型不仅外形能够反映实体牙齿标本的细节特征,并且其釉牙本质界部位紧密连接,牙釉质与牙本质在此处的网格节点完全重合,能够保证在下一步的有限元分析中此处的应力传导真实可靠。2.分析得到模型水平方向应力张量云图。可见裂纹尖端附近的应力变化符合裂纹尖端的奇异性,水平方向应力张量极值为103MPa。3.三组不同深度裂纹的牙隐裂模型在调合后裂纹尖端应力张量极值都明显变小,安全寿命也有显著提高,但2.5mm裂纹深度的模型在经历1.73×106次载荷循环后仍会出现裂纹扩展。结论1.利用Micro-CT建立的牙体组织三维有限元模型形态精细,STL格式的文件通过适当的处理后表面三角形网格质量较高,可直接用于有限元分析软件中成体网格,简化了有限元模型的建立过程2.隐裂牙由于裂纹尖端应力产生奇异性,因此相对正常牙更容易发生断裂。结果提示已经发生隐裂的患牙在承受最大咬合力时可能发生失稳断裂。3.调合的作用对于提高具有较浅裂纹患牙的安全寿命的作用是明显的,但对于较深的裂纹,虽然也能显著提高其在正常咬合作用下的寿命,但却不足以达到治疗的目的。