目的建立上颌第一前磨牙三维有限元模型作为力学分析的基础,分别模拟三种不同开髓洞型和三种不同根管预备程度并分析剩余牙体组织的应力大小及应力分布特点,为临床实践微创牙髓治疗过程中开髓洞型的设计和根管器械的选择提供有效的参考。方法1.建立上颌第一前磨牙三维有限元模型。选择根据整体外形符合我国人牙的测量和统计报告标准的,外形良好、未经治疗的独立双根(Vertucci分类法2-2型)上颌第一前磨牙,经CBCT扫描获得截面断层图像后借助逆向工程软件Mimics Research进行几何重建,经Geomagic精细化并于UG中构建牙体各部分的实体模型后,导入ANSYS中构建三维有限元模型作为应力分析的基础。2.设计三种开髓洞型并进行牙体应力分析。在上颌第一前磨牙有限元模型上分别设计传统开髓洞型、单孔开髓洞型和两孔连线开髓洞型,对各组分别加载位于牙合面中央窝的垂直向力、位于腭尖颊斜面的侧向45度力各200 N,在软件中获得牙体组织应力分析云图和牙体不同部位最大应力值范围,据此进行统计学分析。3.模拟三种根管预备程度并进行牙体应力分析。在经过两孔连线开髓设计的上颌第一前磨牙有限元模型基础上模拟由WaveOne Gold镍钛系统中的Small(07/20)、Primary(07/25)、Medium(06/35)三种型号单支锉完成预备并完成充填和冠方修复后的形态和力学特征,对各组分别加载位于牙合面中央窝的垂直向力、位于腭尖颊斜面的侧向45度力各200 N,在软件中获得牙体组织应力分析云图和牙体不同部位最大应力值范围,借以分析不同预备程度对牙体应力的改变。结果1.建立的上颌第一前磨牙三维有限元模型与实体样本的相似性佳,能有效模拟牙体和根管系统的力学特性。2.三种不同开髓洞型设计组中:垂直或侧向加载应力时的牙合面受载区以及侧向加载应力时的颈周牙本质区为共同的应力集中区域。垂直加载时在釉质组织面和牙本质牙合面区最大应力:两孔开髓组>单孔开髓组>传统开髓组,且有统计学意义在牙本质颈周区和根分叉区:两孔开髓组>单孔开髓组,而与传统开髓组无显著差异;在根尖区传统开髓组的最大应力显著小于其他两组(p<0.0001)。侧向45度加载力时,釉质组织面和牙本质牙合面应力最大值:传统开髓组>两孔连线开髓组>单孔开髓组(p<0.001);在釉质牙合面区,两孔连线开髓组与单孔开髓组的最大应力无统计学差异,且均小于传统开髓组。3.三种不同根管预备程度组中:垂直加载应力时,颈周区牙本质最大应力:Medium 组小于 Small 组和 Primary 组(p<0.01),Small 组和 Primary 组间无统计学差异;其余部分牙体组织所受最大应力在三组间无显著差异。侧向45度加载应力时,釉质组织面最大应力值:Primary组>Medium组>Small组;牙本质颈周区和根分叉区最大应力Primary组>Small组(p<0.01),此两组与Medium组均无明显差异。结论1.结合CBCT和逆向工程技术的有限元分析法对简单的牙体生物力学分析有适用性。2.上颌第一前磨牙咬合面受到垂直向力作用时,牙合面受载区为高应力集中区;侧向力作用时,牙合面受载区以及面向应力加载方向的一侧牙颈部成为应力集中区。3.最保守的单孔开髓法在保留牙体抗力上总体表现最佳,保守程度居于传统开髓和单孔开髓之间的两孔连线开髓法使牙体受垂直牙长轴的载荷时应力相对较大,而在牙体受侧向力时表现出减小除根尖区以外牙体部分受力的优势。4.不同尖端直径和锥度的三种预备程度中Primary(07/25)锉预备后颈周牙本质应力相对其余组更集中,而牙体其余部分应力分布改变整体不明显,在影响牙体抗折性方面三种预备程度都比较安全。