附着体义齿修复游离端缺牙的生物力学分析

发布时间：2020-11-21 04:49

　　 游离端缺牙是临床上较常见且复杂的病例类型,基牙的选择只能局限在缺牙区的一侧,另一侧处于游离状态,这样的条件限制为义齿修复带来较大难度。由于附着体对增加义齿的稳定和固位力有很大帮助,近年来被越来越广泛地应用于游离端缺失修复。 附着体义齿是采用附着体提供固位的一种现代修复方式,它从固位、稳定、美观等角度弥补和完善了传统可摘局部义齿的不足,在形态,功能,生理等方面满足了患者的要求,扩大了可摘局部义齿的使用范围。不同种类的附着体因特点及其结构不同而临床适应证也不同。根据阴极和阳极之间的接合方式,附着体分为刚性和弹性附着体,后者目前在临床上较为常用。弹性附着体在受力作用时具有缓冲效果,可以减轻末端基牙可能承担的较大咀嚼压力。 目前关于附着体义齿用于游离端缺牙的研究,主要集中于针对某一类病例或缺失情况的义齿设计及临床效果评价,以及附着体与传统RPI卡环固位体修复的效果对比。关于近年来使用较多的ERA附着体,其作用机理、影响因素及不同缺失情况的修复设计还缺乏系统研究。 本研究旨在针对临床上常见的单侧游离端缺失情况,从生物力学角度,采用计算力学与实验力学两种研究方式,模拟咬合力作用下,ERA附着体阴极和阳极部件之间的接合方式及其对末端基牙和缺牙区牙槽嵴的影响,观察不同固位体设计对基牙支持组织的受力影响,并对不同固位体和基牙设计进行优化分析,以期进一步研究ERA附着体连接方式在其参与义齿行使功能时的应力传递作用,同时为游离端缺牙的修复方式选择与临床设计提供理论参考。 第一部分包括3个实验: 实验一,采用螺旋CT扫描,CT图像三维重建软件,逆向工程软件和非线性有限元软件,建立包含基牙、牙周膜、牙槽嵴和义齿部分的ERA附着体义齿修复单侧游离端缺失的三维有限元模型。应用Abaqus非线性分析功能,对附着体部件之间及义齿基托和下方黏膜之间的接触方式进行了模拟,同时对模型进行准确性的判定。实验结果:得到包括基牙及其邻牙,牙周膜,皮质骨,松质骨,ERA义齿活动部分和固定部分,共七个部分的三维有限元模型,初步分析结果符合义齿及其基牙的生物力学受力规律,具有较高的精确性。 实验二,通过ERA刚性与弹性固位方式用于修复单侧游离端缺牙的比较,观察末端基牙在不同合力加载方向的基牙牙周组织及基托下牙槽嵴的应力分布改变。实验发现:ERA附着体用于游离端义齿的末端基牙作为固位体时,以义齿基托下沉并伴有义齿远中端龈向转动的联合方式发挥其弹性作用,部分合力转移至基托下方的牙槽嵴,从而减轻末端基牙的受力,但其作用较为有限。 实验三,对ERA义齿修复单侧游离端缺失施加不同载荷方式,观察义齿在不同载荷作用时,末端基牙牙周组织及缺牙区牙槽嵴的应力变化。实验发现:ERA附着体在较大合力下可以缓冲末端基牙支持组织的受力,其缓冲作用的大小与合力大小呈正相关关系,也与ERA附着体本身的部件之间的相互作用有关;在不同载荷方向下,下颌后牙区的牙弓和牙槽嵴的解剖形态使应力集中偏向舌侧,从而增大了侧向力、尤其是颊舌向力对基牙支持组织的影响,合力越大影响越大,建议临床设置对侧间接固位体,以维持末端基牙及牙周组织受力状态下的稳定。 第二部分包括4个实验: 实验一,选取标准解剖式人工牙和牙列模型,采用二次印模法,二次固化法进行牙槽骨光弹模型的制备,热凝树脂制备基牙模型,室温硅橡胶模拟牙周膜和黏膜部分,技工中心完成义齿的加工制作。实验结果:得到包含牙齿、牙周膜、黏膜、义齿和不同缺牙情况牙槽骨的下颌单侧游离端缺失的光弹模型,为下一步力学分析提供基础。 实验二,按尺寸制备光弹性试件,采用拉伸试验方法标定实验所用材料的条纹值。以1kg为单位逐次增加载荷,当载荷增加时,产生不同颜色的条纹。根据五组标准试件测试结果,符合每增加2kg砝码增加一级条纹的规律,故可标定认为沿应力递增方向,每改变一色应力增加0.25级。实验结果:利用试件尺寸和所加载荷计算应力值和条纹值,结果经统计分析后,得到材料条纹值的确定值。 实验三,对不同固位体设计和缺牙情况的单侧游离端可摘局部义齿进行光弹应力冻结的实验观察,固位方式包括ERA附着体,Mini-Dalbo附着体和RPI卡环。结果发现:两种附着体义齿比传统RPI固位的义齿末端基牙的应力分布更加均匀,符合牙齿受力的生物力学特点;单个后牙游离端缺失时,ERA、Mini-Dalbo附着体及RPI卡环固位对末端基牙支持组织的受力无明显差异;在弹性附着体的运动方式中,单向铰链连接方式比万向铰链更易在末端基牙出现侧向力;因此单侧游离端修复时,选用单向铰链运动的附着体应考虑设置对侧间接固位体。 实验四,选取实验三中肯氏II类缺失的一种情况,对其进行连接体和基牙设计的应力冻结光弹性分析,观察ERA作为单侧游离端义齿的固位体时,大连接体和基牙数目对末端基牙的受力影响。结果发现:第二个基牙的增加可以减少末端基牙的应力条纹,但增加至三个基牙时对减小末端基牙应力的作用不大;设置大连接体更能有效减小基牙负担。基牙数目与连接体设置因素之间不具有交互作用。 综上所述,ERA附着体用于单侧游离端义齿修复时,可以减轻部分末端基牙的受力但作用较为有限,且受到合力大小和方向的影响。与传统RPI固位的义齿相比,附着体的末端基牙应力分布更符合牙齿受力的生物力学特点,但在弹性附着体中,单向铰链连接方式比万向铰链更易在末端基牙出现侧向力。在单侧后牙游离端缺失的不同设计中,ERA、Mini-Dalbo附着体及RPI卡环固位的义齿修复单个后牙游离端缺失的效果无明显差异;增加第二个基牙可以减少末端基牙的应力条纹,但增加至三个基牙对减小末端基牙应力的作用不大;与增加基牙相比,设置大连接体更能显著减小基牙负担。
【学位单位】：第四军医大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2009
【中图分类】：R783.6
【部分图文】：

材料在承受载荷时由原来的光学各向同性体转变为各向异性体。遵循相似性理论，将由光弹性材料制成的与零件几何形状相似的模型置于偏振光场（图1），当模型被加载时，可看到模型上产生干涉条纹图形，这些条纹指示了模型边界和内部的各点应力情况。依照光弹性原理，通过计算和分析能确定构件模型在受力状态下的应力大小和方向。图1 正交圆偏振光场光路已有很多学者就游离端不同缺失情况，采用光弹法进行了研究。这些研究中，有对基牙的设计研究，其中双侧远中游离端可摘活动义齿 I 杆设计的联合基牙研究表明，增加夹板固定的基牙数量并不能成比例的减小最大应力，但对于严重的骨吸收，夹板固定基牙可以取得较好的效果[18]。该方法的研究中也有对支托位置影响的观察，远中支托可以引起临床牙冠的远中移动趋势

图 2 标准 ERA 阴性部件尺寸图图 3 ERA 附着体阴性与阳性部件实体模型阴阳两部件模型侧壁及顶部两面之间分析，选择并设置接触面，摩擦系数 之间认为可发生微小位移的滑动摩擦个部分的模型地接触面之间认为不表 1 相关材料的力学参数弹性模量(MPa) 泊松比

第四军医大学博士学位论文牙体组织、牙周膜和牙槽骨用修正的 Te根据以往研究结果[85,86,87]，对牙周膜、牙进行细化，以便结果更准确反映此部位中和远中截面进行约束，位移为零。
【引证文献】

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本文编号：2892550