磨牙修复的优化设计

发布时间：2020-07-01 12:04

【摘要】： 临床上,牙齿修复后较容易发生牙体折裂,使患者不得不重新对牙齿进行充填治疗。这主要是因为修复界面上的应力过大引起的。牙齿修复时,既要尽量保留健康牙体组织,又要使牙体应力值足够低,以防止牙体折裂。本文利用形状优化技术对传统洞形进行优化,使牙体修复面上的应力值最小。建立下颌第二磨牙的有限元模型,进行初步有限元分析,得到初始的应力分布情况。基于自适应生长准则的优化方法,可以高效的实现材料分配,使整个结构最优。利用有限元方法进行计算,将基于自优化的优化方法纳入有限元软件ABAQUS中,利用其用户材料子程序(UMAT)实现充填材料的分配。最终根据计算结果中充填材料的分布情况,得到新洞形的形状。本文选用复合树脂作为充填材料,假定牙体与充填体粘结完好,选取下颌第二磨牙的Ⅰ类洞和Ⅱ类洞研究。有限元分析结果显示：传统洞型由于修复界面上拉应力过大,很容易发生继发龋,从而引起牙体折裂。利用形状优化技术对传统洞形进行优化,得到设计更加合理的新洞形。新洞形有效缓解了修复面上的应力集中程度,降低修复界面上应力极值,使界面应力分布更加均匀。因而新洞形可以有效防止牙体沿修复边界折裂,防止继发龋发生,延长牙齿修复后的使用寿命。基于有限元法的形状优化技术可以有效降低修复面上的应力,为牙体修复的研究提供了简便实用的工具；新的洞形能够有效延长牙齿修复后的使用寿命。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：R783
【图文】：

组织结构图,组织结构,牙髓,根尖孔

根管末端进出血管的狭窄的小孔称为根尖孔。髓室内的牙髓又称为冠髓，根管内的牙髓又称为根髓。牙齿的组织结构图如图2.1所示。牙冠~、一才…摹摹劝飞户釉质牙眼牙颈广卜呱一一一伙副根管牙根牙本质髓腔牙髓牙周膜牙根管牙骨质领骨蘸蘸馨黔黔{{{黔攘攘澎澎爹爹爹蓬蓬鑫鑫鑫 ;;;口口晓爵t或务盆影礼、认浦洛漪漪肛享 lll鑫鑫专撇撇菠理理盯盯盯盯黔黔灯游撒辘辘馨彭彭黝黝黝黔黔鬃鬃鬃鬃鬓鬓鬓鬓感感璞璧芝轰必必根尖孔图2.1牙齿的组织结构 Fig.2.1TheorganizationalstrUctureofthetooth2.2牙齿修复学2.2.、牙齿的修复方法牙齿破坏后，常需及时治疗，才能使龋坏停止发展，恢复牙齿的咀嚼功能。牙齿修复术是在保护牙髓牙周组织的前提下，采用机械切割去净龋坏组织，在牙体上制备一定的洞型，并用人工材料代替缺损的牙体组织，以恢复牙齿形态和功能的方法。它包括两个步骤

第二磨牙,三维重建,复合树脂,牙体

的曲面进行分析，查找不良的曲面间夹角，进一步修整模型至满意。缝合曲面，形成实体模型。最后将牙釉质、牙本质和牙髓分别导入到有限元软件ABAQus中，对模型进行前处理，最终形成研究所需的牙体模型。下领第二磨牙的三维模型如图3.1所示。Fig.3图3.1三维重建后的下领第二磨牙T11emandibularseeondmolarafterthe3Dreeonstruetion 3.1.2模型基本假设假设模型中各种组织材料均为连续、均质、各向同性线弹性材料。在外力作用下，牙体及周围组织，口腔修复材料的变形都很微小。复合树脂具有较强的抗压、抗张强度，较耐磨、与牙体有较强的粘结力，它的最大优点是它的色泽与牙齿本色非常接近，因而它在临床应用范围越来越广。目前在口腔医学修复领域广中复合树脂作为填充材料被广泛的使用，从实际角度出发，本文选择了高强度后牙复合树脂作为牙体的充填材料。认为复合树脂在聚缩时，在修复界面上产生的应力远小于牙合载荷产生的应力值，忽略了复合树脂的聚合收缩应力[36〕。本文中所涉及到的材料参数见表3.1。

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