欧阳少波，王 军，廖 岚*

(1南昌大学附属口腔医院，南昌330006;2南昌大学第二附属医院)

牙周病是人类牙齿缺失的主要原因，其治疗目的是固定松动牙，分散牙合力，减轻牙周支持组织的负担，为牙周组织的愈合创造有利条件。牙周夹板的应用，除可以达到上述治疗目的外，还可改善并提高牙周病患牙的咀嚼效能，减少食物嵌塞，延长患牙的使用寿命等。现将牙周夹板的生物力学原理、有限元分析技术在牙周夹板生物力学研究中的应用以及牙周夹板的材料、形态、类型对应力分布影响等方面的研究进展情况综述如下。

1 牙周夹板的生物力学原理

牙周夹板可将松动牙连接并固定在健康稳固的邻牙上而成为一个刚性整体。当牙齿受力时可由多个牙的牙周膜纤维共同承担咬合力，以减轻患牙的负担，达到牙周组织恢复健康的目的。当松动牙出现明显咀嚼不适或影响菌斑控制时，牙周夹板能连接松动牙，建立一个新的咀嚼单位，形成一个“多根巨牙”，当牙齿受到不同方向咬合力时，咬合力传递到被固定的牙周组织而被分散，使牙周组织得到生理性休息。牙周夹板固定的多个单根患牙在承受外力时，牙体的旋转中心已经改变，近于垂直向作用于牙周组织，从而能抵抗较大的咀嚼力，并且每个牙齿的牙根都不能单独运动而必须作为一个整体，可有效防止近远中向及颊舌向的倾斜，防止严重牙周病患者的牙齿移位、伸长或旋转，咀嚼效率大幅提升［1］。刘洪臣等［2］研究发现，牙槽骨高度的变化会改变牙齿的抗力中心和旋转中心。牙槽骨高度降低1/3时，在水平外力作用下，牙槽嵴顶的主压应力值和根尖的主拉应力值均大于正常牙槽骨的受力值;牙槽骨高度降低2/3时，其主应力值分布规律与牙槽骨降低1/3时相似，但应力梯度变化更大，根尖部最明显，牙槽骨上的应力值大于牙周膜上的应力值［3］。上述研究均表明牙槽骨高度的变化能直接或间接影响牙周应力分布，造成继发性咬合创伤(正常或异常的咬合力造成牙周支持组织高度降低)，引起牙齿松动。

2 有限元分析在牙周夹板生物力学研究中的应用

以往常用的应力分析方法有经典的理论力学方法和电测、光弹、激光全息等实验力学方法，它们虽然有各自的优点，但当应用于形态复杂的牙齿、颌骨、关节时，又都存在明显的不足。有限元软件可以逼真地建立多种口腔结构的模型，能绘出牙齿模型任意部位的应力和位移情况，还能通过计算机绘制直观的应力分布图像。近年来国内开始应用有限元分析法，从生物力学角度对牙周组织内的应力分布、使用牙周夹板后的牙周膜应力变化和治疗效果进行研究，认为戴用牙周夹板后不仅能降低牙周膜内的应力，而且可以改善应力分布，减少应力集中［4］。

3 牙周夹板的材料对其生物力学性能的影响

目前，一种复合树脂与合成纤维束结合的材料业已问世，并以其独特的性能成功运用于口腔临床。纤维加强复合树脂具有轻、薄、高强度、黏结性、生物相容性好、美观、易操作等优点。用这类材料制成的牙周夹板，具备良好的刚性和密合性，能有效传导分散牙合力，减轻牙周组织的创伤。Christensen［5］对纤维加强复合树脂夹板的临床表现和物理学性能进行了研究，结果发现，所有纤维材料均显著提高了复合树脂的抗弯曲强度和弹性模量。Ramols等［6］发现，纤维加强复合树脂的抗折强度明显比一般的复合树脂材料大，所以他认为在临床应用中，用纤维加强的丙烯酸树脂修复体的折裂失败率低于未加强修复体。Goldberg等［7］应用玻璃纤维加强树脂Splint-It作为下前牙牙周夹板，效果良好。该材料具有牢固的化学结构、极高的弯曲强度，制作的夹板厚度较薄，尤其是前牙夹板，使用超强纤维—树脂复合夹板(FRC)，唇面无树脂，满足了美观要求，是一种较理想的牙周夹板。Kleinfelder等［8］研究发现，使用FRC固定后牙可使最大咬合力从357 N增加到509 N，接近正常天然牙列的咬合力。玻璃纤维作为一种新型牙周夹板材料，临床应用的评价多是正面的，然而其真正的生物力学特性还有待进一步研究［9，10］。

4 牙周夹板的形态对其生物力学性能的影响

周书敏［11］在对牙周夹板的生物力学作用进行理论分析后认为，松动牙的固定效果与夹板的设计有关，不论何种夹板，应尽量将夹板设计成弧形，可使分散牙合力的作用更为有效。夹板传力作用的大小与夹板的刚度有关，一副好的夹板必须具备刚性和密合性，才能有效传导分散咬合力，减轻牙周组织创伤。直线型夹板在受到唇向咬合力时，整个夹板顺作用力方向发生倾斜移动。后牙弧形夹板的共同旋转轴心是穿过两侧最末基牙的根端1/3处，并位于各牙的舌侧，当咬合力作用于后牙牙面，颊侧方向的分力因旋转中心位于各牙的舌侧，整个夹板循共同旋转轴心运动，力的作用方向多朝向根尖，因而也符合牙周支持组织的生理特性。为了加强夹板的固定效果，减少牙颊舌方向的转轴力，夹板的弧度越大，则旋转中心距前牙的距离越远，因而使牙的受力方向发生改变，运动方向也发生改变，使夹板内的牙更趋于整体地向根尖方向运动。根据上述分析，在临床上固定松动牙时，应尽量将夹板设计成弧形，有利于咬合力分散，改变力的方向，减轻创伤，符合牙周支持组织的生理特性，获得良好的固定松动牙的效果。

5 牙周夹板的类型对其生物力学性能的影响

牙周夹板的应力分布直接影响到基牙及牙周膜软硬组织的受力分布。有学者从生物力学的角度出发，应用三维有限元方法和ANSYS Workbench软件，分别建立分割式可摘局部义齿和缓冲圆锥型套筒冠义齿三维有限元模型，研究分析在不同载荷条件下两种义齿缺牙区牙槽嵴黏膜、基牙牙周膜的受力情况及分布特点，结果显示，在垂直、斜向及水平载荷下，分割式可摘局部义齿受力主要集中在缺牙区黏膜且所受von Mists力最大值范围大于缓冲圆锥型套筒冠义齿缺牙区黏膜相应的最大力值范围(临床应用中，分割式可摘局部义齿义齿在设计上需多考虑增大黏膜的承受能力，例如选择黏膜坚韧、弹性好的患者，适当增大基托面积，选择牙尖斜度低的人工牙等);在垂直、斜向及水平载荷下，两种义齿的基牙von Mists力值均远小于缺牙区黏膜的力值，且分割式可摘局部义齿基牙von Mists力值接近或小于缓冲圆锥型套筒冠义齿的力值。因此，可以认为前者在保护基牙方面接近甚至优于后者。分割式可摘局部义齿具有减少基牙受力的功能，与缓冲型套筒冠义齿相比在制作成本上大大降低，牙体预备量也大为减少，义齿美观度与普通可摘局部义齿相似，修复体拆除后对美观发音咀嚼功能影响极小，易被患者接受。李德利等［12］利用三维有限元模型从生物力学角度进行研究，固定牙周夹板通过全冠将各个基牙连接成为统一整体，受力后能够限制牙齿在不同方向上的运动，即能够改变牙齿受力后的运动形式，使基牙牙周膜内的应力重新分布，降低了单个基牙牙周膜内的应力，减小的应力集中的产生，从而有利于基牙牙周组织的健康。张富强等［13］应用有限元分析法对牙槽骨正常及三种不同牙槽骨吸收状况下，使用圆锥套筒冠制作牙周夹板，结果显示圆锥套筒冠可摘义齿对牙周病患牙保存与牙周修复有较好的治疗作用，起到与其他牙周夹板相同的生物力学效应，在重度牙周病修复中有较好的治疗效果。闫卉［14］认为套筒冠义齿结合了活动和固定义齿的生物力学优点，使患牙牙周组织承受应力下降，应力较常规可摘局部义齿更均匀地分布到黏膜和基牙上。因此，生物力学的研究可优化牙周夹板的设计，保护支持组织，提高牙周夹板的固定效果。

综上所述，牙周夹板生物力学研究是近年来国内外学者关注的热点，其研究结果将为牙周病患者牙周夹板治疗提供科学依据。

［1］赵梦明，高平．牙周病患者松动牙齿的固定方法进展［J］．中华老年口腔医学杂志，2006，4(3):173-176．

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