随着医疗技术的发展和牙齿保健意识的不断提高,使得临床工作中越来越多的严重缺损残根残冠得到治疗保留。桩核冠修复系统已成为目前大面积牙体缺损修复治疗的重要方式之一,多用于经过完善根管治疗后,无法为冠方修复体提供良好固位的牙齿。但是行桩核冠修复后的患牙根折时有发生,导致根折的原因很多,如桩核的种类、桩核的设计、临床操作不当等。因此,在临床选择桩核冠修复系统时,合适的桩核材料,合理的桩核修复设计,以减少患牙的应力集中和提高牙体缺损患牙的抗折力,具有着重要的临床意义。根管治疗后牙体缺损患牙进行桩核冠修复后,关于剩余牙体组织在咀嚼等功能运动时的应力大小及分布,一直是口腔生物力学研究的热点。目前,已有多数研究表明:纤维桩的弹性模量较传统铸造金属桩相比,与牙本质更接近,受力时缓冲作用强。而且纤维桩的临床操作简洁,患者就诊次数减少,因此纤维桩在临床中得到广泛的应用。然而目前国内外基于有限元方法分析成品纤维桩修复下颌前磨牙抗折性的相关研究中,对于纤维桩直径、长度的研究中存在分组相对单一或较少的情况,本研究对桩长度、直径进行详细的实验分组,采用有限元分析方法,系统分析患牙剩余牙体组织及桩与牙本质界面应力分布,选择最优方案进行纤维桩核冠修复下颌第一前磨牙,以达到最佳的远期效果,实现个性化治疗并减少纤维桩折裂的发生。目的:基于有限元分析方法成品纤维桩的长度、直径对下颌前磨牙修复后抗折性的影响,通过精细分析不同长度和直径的成品桩修复后剩余牙体组织及桩与牙本质界面应力分布规律,得出成品纤维桩修复下颌第一前磨牙的最优长度和直径设计,为临床纤维桩核冠修复时的选择和设计提供理论依据和指导,以期为实现个性化治疗提供理论基础。方法:首先选择因正畸拔除,符合王惠芸关于中国人牙齿测量平均值的完整下颌第一前磨牙一颗,体外完成根管治疗,保留2mm的冠方牙体组织后其余冠方组织截去,行桩道预备、树脂核修复、全冠预备。实验牙环氧树脂包埋固定,CBCT数据扫描,获得牙齿的三维动态图像。其次将下颌第一前磨牙的CBCT扫描数据以DICOM格式导入软件Mimics,在Mimics软件中,通过软件中阈值的选择和勾画,生成3D模型。再将模型以STL格式导入Geomagic软件,最后拟合曲面得到相对光滑的有限元模型。以IGES格式将处理光滑的模型导入Abaqus中,在Abaqus软件中建立不同长度、直径纤维桩、牙槽骨以及0.2mm的牙周膜,最后对模型各部分进行网格划分,形成包含全瓷冠、成品纤维桩、0.2mm牙周膜、牙槽骨等在内的有限元模型。实验模型各部分属性定义为连续的、均质及各向同性。对纤维桩长度、直径进行分组,观察研究剩余牙体组织及桩与牙本质界面应力分布情况。应力加载方式为静态加载。加载点位于下颌第一前磨牙功能尖的舌斜面,加载力150N,与牙体长轴呈45°角进行斜向加载,模拟咀嚼力。观察剩余牙体组织及桩与牙本质界面的Von Mises应力峰值大小和应力分布情况,并进行比较分析。结果:建立下颌第一前磨牙桩冠修复的三维有限元模型。桩核冠模型中包括全瓷冠、纤维桩、树脂核、牙胶尖、牙根等部分。牙槽骨为30mm~3的正方体,包括骨皮质和骨松质,牙周膜外层2mm为松质骨,其余为皮质骨,牙槽嵴顶的高度位于釉牙本质界下方2mm处;0.2mm厚度牙周膜,较为精确的建立了不同长度和直径桩冠修复下颌第一前磨牙的三维有限元模型。相同长度的纤维桩修复下颌第一前磨牙时:随着纤维桩直径的增加,牙根Von Mises应力峰值表现出不明显的变化,其中纤维桩直径为1.4mm,约为根径宽度的1/3,牙根Von Mises应力峰值最小。相同直径下:随着纤维桩长度的增加,牙根Von Mises应力峰值表现出先变大后变小,最后趋于稳定。其中纤维桩长为12-15mm,约根长的3/5-4/5,牙根Von Mises应力峰值最小。不同长度和直径的纤维桩修复下颌第一前磨牙,剩余牙体组织的应力分布情况基本一致,颊舌侧颈部1/3处的Von Mises应力峰值较高且集中,桩与牙本质交界面的应力分布比较均匀。随着纤维桩长度和直径的不断增加,纤维桩的Von Mises应力峰值不断增高,但桩的Von Mises应力峰值明显的低于牙根的Von Mises应力峰值,应力主要集中在桩底端。结论:一、纤维桩核冠修复后,桩与牙本质交界面应力分布均匀,可明显降低根折发生。二、Von Mises应力最主要集中在牙根颊舌侧的颈1/3处,因此在桩核冠预备过程中,尽量多的保留颊舌侧的牙体组织。三、纤维桩修复下颌第一前磨牙,最优的直径为1.4mm,约为根颈宽度的1/3。最优的长度是12-15mm,约为根长度3/5-4/5,因此为了增加桩的固位,在保证4mm封闭的基础上,可以适当增加桩长度。