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摘要:目的:分析种植体支持的可摘局部义齿的生物力学特性。方法:应用三维有限元法,评估种植体支持的RPI卡环固位、无种植体支持的RPI卡环固位2种可摘局部义齿的生物力学效果。结果:斜向荷載产生的应力明显比垂直荷载产生的应力更大,种植体组在垂直和斜向荷载下的应力均比RPI卡环组更小(P<0.05)。斜向荷载下的基牙牙冠和基托位移比垂直荷载更大,种植体组在垂直、斜向荷载下的基托、基牙牙冠位移均小于PRI卡环组(P<0.05)。结论:有种植体支持的RPI卡环固位义齿,对抗斜向、垂直荷载的能力较强,能有效减少基牙对抗臂活动,为基牙及牙周韧带提供应力缓冲,预防基牙及义齿移位。
关键词:三维有限元;生物力学;种植体支持;可摘局部义齿
为了解种植体支持的RPI卡环固拉义齿的生物力学效果,本研究采用了三维有限元法进行了分析,现报道如下。
1 材料与方法
1.1 建立三维实体模型
本研究调用中国力学虚拟人露骨复合体模块模型。模型原始数据是经CT扫描成年男性头颅、牙列所获得,牙列、头部模型分别应用层切法+CT数据、CT断层影像建立。
应用图形软件Unigraphics,取牙列模型中的牙根、牙冠、牙槽骨、牙周膜部分进行几何重建。其余部分参考实际模型,结合啃式Ⅰ类牙列缺损模型,应用软件HyperMesh进行实体重建。根据缺牙区的牙槽嵴形状,建立基托,结合义齿模型做布尔操作,得到基托和义齿组合模型。在基托内部埋入支架,将Ⅰ卡、舌杆与知己相连,进行RPI卡环固位(RPI组),结合基牙做布尔操作得到修复体模型(见图1a)。
应用软件Unigraphics,选择直径、长度分别为2.2mm、10.0mm的细小种植体建立修复种植体模型,在牙齿长轴方向将种植体置入原67牙根中间位置,将其与基托、内埋支架做布尔处理得到种植体支持PRI卡环固位义齿模型(种植体组),见图1b。
1.2 建立有限元模型
将建立好的义齿模型转换格式后导入HyperMesh软件,划分为有限元网格。将基牙与固位体设为接触单元,可获得2组的接触单元数、节点数、单元数。
1.3 荷载
假设模型各部分材料都具有均质、连续、各向同性特点,骨组织与种植体达到骨性结合。由于模型选取的是部分下颌骨,所以采用刚性约束模型底部。荷载为均布加载,单侧加载位置为567位置义齿牙窝中心,总荷载300N,100N/颗,方向分别为垂直、由舍侧向牙侧与牙齿长轴夹45°角的斜向。
1.4 统计学方法
数据处理应用SPSS19.0软件,计数资料比较采用卡方检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 基牙牙周膜应力
两组模型在不同荷载下的基牙牙周膜应力比较见表1。从表1可知,在垂直荷载下,两组模型的应力均集中于根尖和颈部颊侧,在斜向荷载下,两组的应力均集中于颈部近中和颈部远中。斜向荷载产生的应力明显比垂直荷载产生的应力更大,种植体组在垂直和斜向荷载下的应力均比RPI卡环组更小(P<0.05)。
2.2 基牙及基托位移
斜向荷载下的基牙牙冠和基托位移比垂直荷载更大,种植体组在垂直、斜向荷载下的基托、基牙牙冠位移均小于PRI卡环组(P<0.05)。见表2。
3 讨论
传统的可摘局部义齿和附着体义齿修复治疗肯式Ⅰ类牙列缺损,无法有效解决义齿稳定及固位问题,容易出现挤压损伤、黏膜压痛等并发症,影响义齿功能[1]。种植体支持可摘取义齿是在RIP卡环固位义齿基础上增加种植体改进而来的。本次研究结果显示,种植体组的种植体组在垂直和斜向荷载下的应力均比RPI卡环组更小(P<0.05),同时也没有出现明显的应力集中现象,并且种植体组在垂直、斜向荷载下的基托、基牙牙冠位移均小于PRI卡环组(P<0.05)。本次研究结果与国内相关相关文献报道相符[2]。这表明在原RIP卡环固拉义齿基础上植入细小种植体,可有效改善咀嚼力作用下引起的修复体旋转运动,分散基牙受力,减少基托沉降,同时分担黏膜承受力,从而减少末端基牙损伤、基托下黏膜压痛,提高修复效果[3]。
参考文献:
[1]吴堪葵,林芳芳,唐亮等.可摘局部义齿有限元应力分析的研究进展[J].广东牙病防治,2009,17(6):282-284.
[2]焦婷,Tingling Chang,Angelo A.Caputo等.聚缩醛树脂义齿修复KennedyⅡ类牙列缺损的生物力学研究[J].上海交通大学学报(医学版),2010,30(4):423-427.
[3]贾如,王俊涛,逯宜等.上颌单端游离缺失及可摘义齿支架的三维有限元建模[J].中国美容医学,2013,22(1):176-178.
关键词:三维有限元;生物力学;种植体支持;可摘局部义齿
为了解种植体支持的RPI卡环固拉义齿的生物力学效果,本研究采用了三维有限元法进行了分析,现报道如下。
1 材料与方法
1.1 建立三维实体模型
本研究调用中国力学虚拟人露骨复合体模块模型。模型原始数据是经CT扫描成年男性头颅、牙列所获得,牙列、头部模型分别应用层切法+CT数据、CT断层影像建立。
应用图形软件Unigraphics,取牙列模型中的牙根、牙冠、牙槽骨、牙周膜部分进行几何重建。其余部分参考实际模型,结合啃式Ⅰ类牙列缺损模型,应用软件HyperMesh进行实体重建。根据缺牙区的牙槽嵴形状,建立基托,结合义齿模型做布尔操作,得到基托和义齿组合模型。在基托内部埋入支架,将Ⅰ卡、舌杆与知己相连,进行RPI卡环固位(RPI组),结合基牙做布尔操作得到修复体模型(见图1a)。
应用软件Unigraphics,选择直径、长度分别为2.2mm、10.0mm的细小种植体建立修复种植体模型,在牙齿长轴方向将种植体置入原67牙根中间位置,将其与基托、内埋支架做布尔处理得到种植体支持PRI卡环固位义齿模型(种植体组),见图1b。
1.2 建立有限元模型
将建立好的义齿模型转换格式后导入HyperMesh软件,划分为有限元网格。将基牙与固位体设为接触单元,可获得2组的接触单元数、节点数、单元数。
1.3 荷载
假设模型各部分材料都具有均质、连续、各向同性特点,骨组织与种植体达到骨性结合。由于模型选取的是部分下颌骨,所以采用刚性约束模型底部。荷载为均布加载,单侧加载位置为567位置义齿牙窝中心,总荷载300N,100N/颗,方向分别为垂直、由舍侧向牙侧与牙齿长轴夹45°角的斜向。
1.4 统计学方法
数据处理应用SPSS19.0软件,计数资料比较采用卡方检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 基牙牙周膜应力
两组模型在不同荷载下的基牙牙周膜应力比较见表1。从表1可知,在垂直荷载下,两组模型的应力均集中于根尖和颈部颊侧,在斜向荷载下,两组的应力均集中于颈部近中和颈部远中。斜向荷载产生的应力明显比垂直荷载产生的应力更大,种植体组在垂直和斜向荷载下的应力均比RPI卡环组更小(P<0.05)。
2.2 基牙及基托位移
斜向荷载下的基牙牙冠和基托位移比垂直荷载更大,种植体组在垂直、斜向荷载下的基托、基牙牙冠位移均小于PRI卡环组(P<0.05)。见表2。
3 讨论
传统的可摘局部义齿和附着体义齿修复治疗肯式Ⅰ类牙列缺损,无法有效解决义齿稳定及固位问题,容易出现挤压损伤、黏膜压痛等并发症,影响义齿功能[1]。种植体支持可摘取义齿是在RIP卡环固位义齿基础上增加种植体改进而来的。本次研究结果显示,种植体组的种植体组在垂直和斜向荷载下的应力均比RPI卡环组更小(P<0.05),同时也没有出现明显的应力集中现象,并且种植体组在垂直、斜向荷载下的基托、基牙牙冠位移均小于PRI卡环组(P<0.05)。本次研究结果与国内相关相关文献报道相符[2]。这表明在原RIP卡环固拉义齿基础上植入细小种植体,可有效改善咀嚼力作用下引起的修复体旋转运动,分散基牙受力,减少基托沉降,同时分担黏膜承受力,从而减少末端基牙损伤、基托下黏膜压痛,提高修复效果[3]。
参考文献:
[1]吴堪葵,林芳芳,唐亮等.可摘局部义齿有限元应力分析的研究进展[J].广东牙病防治,2009,17(6):282-284.
[2]焦婷,Tingling Chang,Angelo A.Caputo等.聚缩醛树脂义齿修复KennedyⅡ类牙列缺损的生物力学研究[J].上海交通大学学报(医学版),2010,30(4):423-427.
[3]贾如,王俊涛,逯宜等.上颌单端游离缺失及可摘义齿支架的三维有限元建模[J].中国美容医学,2013,22(1):176-178.