国际口腔医学杂志 ›› 2021, Vol. 48 ›› Issue (1): 41-49.doi: 10.7518/gjkq.2021011

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开髓洞型对全冠修复后隐裂牙抗力影响的三维有限元研究

季梦真1,漆美瑶1,杜珂芯1,全淑琪1,张煜强1,郑庆华2()   

  1. 1. 口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医学院 成都 610041
    2. 口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院牙体牙髓病科 成都 610041
  • 收稿日期:2020-02-23 修回日期:2020-07-20 出版日期:2021-01-01 发布日期:2021-01-20
  • 通讯作者: 郑庆华
  • 作者简介:季梦真,硕士,Email: megangji@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年基金(11402154)

Three-dimensional finite element study on the effect of pulp opening cavity on the resistance of cracked teeth after full crown restoration

Ji Mengzhen1,Qi Meiyao1,Du Kexin1,Quan Shuqi1,Zhang Yuqiang1,Zheng Qinghua2()   

  1. 1. State Key Laboratory of Oral Diseases & National Clinical Research Center for Oral Diseases & West China School of Stomatology, Sichuan University, Chengdu 610041, China;
    2. State Key Laboratory of Oral Diseases & National Clinical Research Center for Oral Diseases & Dept. of Cariology and Endodontics, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, Chengdu 610041, China;
  • Received:2020-02-23 Revised:2020-07-20 Online:2021-01-01 Published:2021-01-20
  • Contact: Qinghua Zheng
  • Supported by:
    This study was supported by Youth Program of National Natural Science Foundation of China(11402154)

摘要:

目的 探讨在牙隐裂患牙根管治疗中采用传统开髓洞型和微创开髓洞型对烤瓷全冠修复后牙体抗力的影响。 方法 制作3种裂纹深度的牙隐裂三维虚拟模型,模拟微创开髓和传统开髓,并完成根管治疗和烤瓷全冠修复。在垂直加载和斜向加载条件下,记录牙体应力的分布情况和数值大小。 结果 在2种加载条件下,修复前牙齿应力集中于裂纹底部,局部应力集中随着隐裂深度的加深而增大,烤瓷全冠修复后基牙局部应力主要分布在肩台处,局部应力集中得到大幅缓解。不同开髓洞型对隐裂牙应力分布和大小的影响无明显差异。 结论 根管治疗后烤瓷全冠修复是治疗牙隐裂的有效措施;相比传统开髓洞型,微创开髓洞型并不能改善全冠修复后隐裂牙的应力分布。

关键词: 牙隐裂, 传统开髓, 微创开髓, 烤瓷全冠修复, 有限元分析

Abstract:

Objective To investigate the effect of traditional endodontic cavity and minimally invasive endodontics root canal therapy on the resistance of teeth restored with porcelain crowns. Methods Three dimensional virtual models of cracked teeth with three different depth of crack were made to simulate minimally invasive endodontics and traditional endodontic cavity, and complete root canal therapy and porcelain crown restoration. Under the condition of vertical loading and oblique loading, the distribution and numerical value of tooth stress were recorded. Results Under the two loading conditions, the stress of the teeth before the treatment was concentrated at the bottom of the crack, and the local stress concentration increased with the deepening of the depth of the crack. The local stress of the abutment was mainly distributed at the shoulder after the restoration of the porcelain full crown. The local stress concentration has been greatly alleviated. There was no significant difference in the effect of different endodontic cavity on the stress distribution and magnitude of cracked teeth. Conclusion The restora-tion of porcelain crowns after root canal therapy is an effective measure for the treatment of cracked teeth. Compared with the traditional endodontic cavity, the minimally invasive endodontics cannot improve the stress distribution of cracked teeth after full crown restoration.

Key words: cracked tooth, traditional endodontic cavity, minimally invasive endodontics, porcelain fused to metal crown, finite element analysis

中图分类号: 

  • R781.05

表 1

材料参数"

牙体部位 弹性模量/MPa 泊松比
釉质 46 980.00 0.30
牙本质 11 720.00 0.30
牙槽骨 1 370.00 0.30
牙周膜 70.00 0.45
牙胶尖 0.69 0.45
复合树脂 12 000.00 0.30
金钯合金 89 500.00 0.33
瓷层 68 900.00 0.28

图1

根管治疗及修复后模型的示意图"

"

图3

整体垂直加载下A组修复后模型各部分应力分布的情况 a1~d1:传统开髓;a2~d2:微创开髓。a1、a2:瓷层;b1、b2:金属基底冠;c1、c2:基牙;d1、d2:树脂充填体。"

图4

The distribution of stress on each part of Group A under oblique loading"

图5

对A、B、C组修复前隐裂模型整体进行垂直加载的釉质与其余牙体组织的应力分布图 a1、a2:A组模型修复前釉质及其余牙体组织在垂直加载下的应力分布情况;b1、b2:B组模型修复前釉质及其余牙体组织在垂直加载下的应力分布情况;c1、c2:C组模型修复前釉质及其余牙体组织在垂直加载下的应力分布情况。"

图6

对全冠修复后模型整体垂直加载的基牙垂直应力分布图 a1、a2:根管治疗和全冠修复后模型A1、A2中基牙的受力分析;b1、b2:根管治疗和全冠修复后模型B1、B2中基牙的受力分析;c1、c2:根管治疗和全冠修复后模型C1、C2中基牙的受力分析。"

图7

修复前后垂直加载下基牙最大应力值对比图"

表2

垂直加载下各组模型的应力分布与数值"

隐裂深度/mm 是否修复及方法 牙体组织应力最大部位 应力最大值/MPa
3.4 修复前 集中于裂纹底部 54.60
传统开髓+烤瓷全冠 分布于近中肩台 31.45
微创开髓+烤瓷全冠 分布于近中肩台 30.42
5.1 修复前 集中于裂纹底部 68.37
传统开髓+烤瓷全冠 分布于近中肩台 33.12
微创开髓+烤瓷全冠 分布于近中肩台 30.75
7.2 修复前 集中于裂纹底部 253.45
传统开髓+烤瓷全冠 分布于近中肩台 32.40
微创开髓+烤瓷全冠 分布于近中肩台 32.10

表3

斜向加载下各组模型的应力分布与数值"

隐裂深度/mm 是否修复及方法 牙体组织应力最大部位 应力最大值/MPa
3.4 修复前 集中于裂纹底部 347.42
传统开髓+烤瓷全冠 分布于近中肩台 67.25
微创开髓+烤瓷全冠 分布于近中肩台 64.23
5.1 修复前 集中于裂纹底部 486.84
传统开髓+烤瓷全冠 分布于近中肩台 68.84
微创开髓+烤瓷全冠 分布于近中肩台 67.66
7.2 修复前 集中于裂纹底部 1 191.50
传统开髓+烤瓷全冠 集中于裂纹底部 117.30
微创开髓+烤瓷全冠 集中于裂纹底部 120.69

图8

修复前对A、B、C组隐裂模型整体进行斜向加载的釉质与其他牙体组织的应力分布图 a1、a2:A组模型修复前釉质及其余牙体组织在斜向加载下的应力分布情况;b1、b2:B组模型修复前釉质及其余牙体组织在斜向加载下的应力分布情况;c1、c2:C组模型修复前釉质及其余牙体组织在斜向加载下的应力分布情况。"

图9

修复后模型整体斜向加载的基牙斜向应力分布图 a1、a2:根管治疗和全冠修复后模型A1、A2中基牙的受力分析;b1、b2:根管治疗和全冠修复后模型B1、B2中基牙的受力分析;c1、c2:根管治疗和全冠修复后模型C1、C2中基牙的受力分析。"

图10

斜向加载下修复前后牙体组织应力最大值对比图"

[1] Geurtsen W, Schwarze T, Günay H . Diagnosis,the- rapy, and prevention of the cracked tooth syndrome[J]. Quintessence Int, 2003,34(6):409-417.
pmid: 12859085
[2] Krell KV, Caplan DJ . 12-month success of cracked teeth treated with orthograde root canal treatment[J]. J Endod, 2018,44(4):543-548.
[3] 徐韵, 陆卫青 . 牙合力与深度对楔状缺损修复疗效影响的有限元分析[J]. 同济大学学报(医学版), 2011,32(5):57-60.
Xu Y, Lu WQ . Influence of depth and occlusal force on the treatment results of wedge-shaped defect: analysis with a 3-D finite element model[J]. J Tong- ji Univ (Med Sci), 2011,32(5):57-60.
[4] Clark D, Khademi J, Herbranson E. Fracture resistant endodontic and restorative preparations[J]. DentToday, 2013, 32(2): 118, 120-123.
[5] Tang W, Wu Y, Smales RJ . Identifying and reducing risks for potential fractures in endodontically treated teeth[J]. J Endod, 2010,36(4):609-617.
[6] Clark D, Khademi JA . Case studies in modern molar endodontic access and directed dentin conservation[J]. Dent Clin N Am, 2010,54(2):275-289.
doi: 10.1016/j.cden.2010.01.003 pmid: 20433978
[7] Krishan R, Paqué F, Ossareh A , et al. Impacts of conservative endodontic cavity on root canal instrumentation efficacy and resistance to fracture assessed in incisors, premolars, and molars[J]. J Endod, 2014,40(8):1160-1166.
[8] Moore B, Verdelis K, Kishen A , et al. Impacts of contracted endodontic cavities on instrumentation efficacy and biomechanical responses in maxillary molars[J]. J Endod, 2016,42(12):1779-1783.
[9] Chlup Z, Žižka R, Kania J , et al. Fracture behaviour of teeth with conventional and mini-invasive access cavity designs[J]. J Eur Ceram Soc, 2017,37(14):4423-4429.
[10] Plotino G, Grande NM, Isufi A , et al. Fracture streng- th of endodontically treated teeth with different access cavity designs[J]. J Endod, 2017,43(6):995-1000.
[11] Rover G, Belladonna FG, Bortoluzzi EA , et al. Influence of access cavity design on root canal detection, instrumentation efficacy, and fracture resistan- ce assessed in maxillary molars[J]. J Endod, 2017,43(10):1657-1662.
[12] Bonfante EA, Rafferty BT, Silva NR , et al. Residual thermal stress simulation in three-dimensional molar crown systems: a finite element analysis[J]. J Prosthodont, 2012,21(7):529-534.
[13] 朱智敏 . 牙颌生物组织的力学性能研究[J]. 国外医学(口腔医学分册), 1994,21(4):219-222.
Zhu ZM . Study on the mechanical properties of dental jaw tissues[J]. Foreign Med Sci (Stomatol), 1994,21(4):219-222.
[14] Mei ML, Chen YM, Li H , et al. Influence of the indirect restoration design on the fracture resistance: a finite element study[J]. Biomed Eng Online, 2016,15(1):3.
[15] 邱晓霞, 邢旭娜, 张海燕 , 等. 上颌第一磨牙近中舌尖缺损伴隐裂修复设计的有限元分析[J]. 实用口腔医学杂志, 2016,32(1):43-47.
Qiu XX, Xing XN, Zhang HY , et al. Finite element analysis of the prosthodontic design for maxillary first molar mesio-lingual cusp defect with subfissue[J]. J Pract Stomatol, 2016,32(1):43-47.
[16] 侯铁舟, 朱丰燕, 陶洪 , 等. 下颌第一磨牙隐裂模型裂纹变化的三维有限元分析[J]. 华西口腔医学杂志, 2009,27(2):126-129, 134.
Hou TZ, Zhu FY, Tao H , et al. Three-dimensional finite element analysis of the change of cracks in the cracked first mandibular molar under different loa- ding conditions[J]. West China J Stomatol, 2009,27(2):126-129, 134.
[17] 樊明文 . 牙体牙髓病学[M]. 4版. 北京: 人民卫生出版社, 2012: 312-314.
Fan MW. Endodontics[M]. 4th ed. Beijing: People's Medical Publishing House, 2012: 312-314.
[18] 赵铱民 . 口腔修复学[M]. 7版. 北京: 人民卫生出版社, 2012: 82-86.
Zhao YM. Prosthodontics[M]. 7th ed. Beijing: Peo- ple's Medical Publishing House, 2012: 82-86.
[19] 钱蕴珠, 李建, 季立标 . 隐裂磨牙牙尖斜度的三维重建测量研究[J]. 临床口腔医学杂志, 2005,21(8):459-461.
Qian YZ, Li J, Ji LB . A measurement after 3D-reconstruction to study cuspal inclination of the cracked molars[J]. J Clin Stomatol, 2005,21(8):459-461.
[20] Waldecker M, Rues S, Rammelsberg P , et al. Validation of in-vitro tests of zirconia-ceramic inlay-retained fixed partial dentures: a finite element analysis[J]. Dent Mater, 2019,35(3):e53-e62.
[21] Kosti E, Zinelis S, Molyvdas I , et al. Effect of root canal curvature on the failure incidence of ProFile rotary Ni-Ti endodontic instruments[J]. Int Endod J, 2011,44(10):917-925.
[22] Tiu J, Al-Amleh B, Waddell JN , et al. Reporting numeric values of complete crowns. Part 1: clinical preparation parameters[J]. J Prosthet Dent, 2015,114(1):67-74.
[23] Maghami E, Homaei E, Farhangdoost K , et al. Effect of preparation design for all-ceramic restoration on maxillary premolar: a 3D finite element study[J]. J Prosthodont Res, 2018,62(4):436-442.
[24] 刘斐, 李冰, 张并生 . 上颌第一磨牙基牙不同聚合度对Inceram-Z全瓷冠应力分布影响的三维有限元研究[J]. 中国医药导报, 2009,6(35):20-21, 29.
Liu F, Li B, Zhang BS . Influence of taper abutment angle on a restored all-ceramic crown of a maxillary first molar using finite element analysis[J]. China Med Her, 2009,6(35):20-21, 29.
[1] 陈昕,毛渤淳,鲁雨晴,董博,朱卓立,岳莉,于海洋. 钴铬合金和聚醚醚酮用于可摘局部义齿支架的三维有限元分析[J]. 国际口腔医学杂志, 2019, 46(5): 526-531.
[2] 颜丹,张锡忠,王建国. 螺纹深度对支抗微种植体和颌骨影响的三维有限元分析[J]. 国际口腔医学杂志, 2019, 46(4): 387-392.
[3] 黄璐,钱捷. 三维有限元在嵌体修复中的研究进展[J]. 国际口腔医学杂志, 2018, 45(6): 728-733.
[4] 曾婷艳, 黄生高. 种植体支抗稳定性的三维有限元分析[J]. 国际口腔医学杂志, 2018, 45(1): 112-118.
[5] 曹国庆, 王林霞, 杜莉平. 有限元法在桩核冠修复研究中的应用[J]. 国际口腔医学杂志, 2017, 44(2): 209-213.
[6] 颜丹,张锡忠,王增全,王建国,关泽建. 螺距对支抗微种植体—骨界面影响的三维有限元分析[J]. 国际口腔医学杂志, 2015, 42(5): 557-561.
[7] 关卿 金涛 顾永春 杨犇 倪龙兴. 3种根管预备器械在弯曲根管中扭转负载下的三维有限元分析[J]. 国际口腔医学杂志, 2015, 42(3): 269-272.
[8] 张强1 李英2. Ⅱ类骨质中平台转换种植体植入深度对周围骨应力影响的有限元分析[J]. 国际口腔医学杂志, 2014, 41(1): 31-35.
[9] 刘天爽1 樊成2 李振春3 陈小冬3. 不同切端全瓷贴面的破坏力学分析[J]. 国际口腔医学杂志, 2012, 39(5): 565-567.
[10] 刘镇章1 袁小平2. 高效建立牙齿三维有限元模型[J]. 国际口腔医学杂志, 2012, 39(2): 177-179.
[11] 刘智永综述 熊世江审校. 三维有限元分析法在根管治疗中的应用[J]. 国际口腔医学杂志, 2009, 36(5): 604-606.
[12] 陈宇综述 林正梅审校. 牙隐裂的临床研究[J]. 国际口腔医学杂志, 2009, 36(3): 355-357,360.
[13] 符志锋1综述 李彦2审校. 有限元分析法在桩核冠修复领域的研究进展[J]. 国际口腔医学杂志, 2008, 35(6): 701-701~703.
[14] 尹伟,李四群,. 口腔医学中有限元分析法模型的建立方法及其应用[J]. 国际口腔医学杂志, 2007, 34(02): 125-130.
[15] 顾卫平,殷新民. 颞下颌关节生物力学的理论分析方法[J]. 国际口腔医学杂志, 2004, 31(06): 432-434.
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[1] 张京剧. 青年期至中年期颅面复合体变化的头影测量研究[J]. 国际口腔医学杂志, 1999, 26(06): .
[2] 高卫民,李幸红. 发达国家牙医学院口腔种植学教学现状[J]. 国际口腔医学杂志, 1999, 26(06): .
[3] 潘劲松. 颈总动脉指压和颈内动脉球囊阻断试验在大脑血液动力学中的不同影响[J]. 国际口腔医学杂志, 1999, 26(05): .
[4] 杨锦波. 嵌合体防龋疫苗的研究进展[J]. 国际口腔医学杂志, 1999, 26(05): .
[5] 杨美祥. 前牙厚度在预测上下颌牙量协调性中的作用[J]. 国际口腔医学杂志, 1999, 26(04): .
[6] 蔡霞,李成章. 前列腺素E_2受体EP亚型在牙周炎发病机制中的作用[J]. 国际口腔医学杂志, 2005, 32(06): 461 -462 .
[7] 陈晓 蒋文晖 王文梅. 念珠菌性白斑的研究概况[J]. 国际口腔医学杂志, 2004, 31(02): 138 -140 .
[8] 张婷,莫安春. 暂时冠桥修复材料的研究进展[J]. 国际口腔医学杂志, 2008, 35(S1): .
[9] 李佳岭1 李小兵2 李佳园3. 内收下切牙对下切牙区牙槽骨改建的影响[J]. 国际口腔医学杂志, 2011, 38(4): 392 -394 .
[10] 赵熠1 蔡育2综述 王贻宁1审校. 破骨细胞前体细胞的研究进展[J]. 国际口腔医学杂志, 2011, 38(6): 670 -673 .