高　翔　姚光洋　杨　萍　周振平

(包头医学院口腔学院修复教研室，内蒙古　包头　014060)



圆锥形套筒冠义齿修复游离端缺失的三维有限元分析

高翔姚光洋1杨萍2周振平3

(包头医学院口腔学院修复教研室，内蒙古包头014060)

目的采用有限元法研究套筒冠义齿在牙槽骨不同吸收程度情况下基牙在不同方向的位移及基托下支持组织应力分布。方法采用CT技术、计算机图像处理系统及Solidworks有限元软件，根据牙槽骨不同吸收程度，建立8组套筒冠义齿的三维有限元模型。对8组模型中基牙位移及各模型基托下支持组织应力进行计算对比、分析。结果各模型位移方向一致，基牙位移垂直方向向根尖移位，水平方向由近中向远中移位，随着牙槽骨吸收的增加，位移加大。各模型基托下支持组织的应力分布情况较均匀，随着牙周支持组织吸收程度加剧，会导致支持组织应力增大，但这种变化是逐渐的，未见明显的突变区。结论对牙槽骨吸收严重的牙周病患牙，设计上应该增大义齿基托面积，减轻基牙承受的力；套筒冠义齿适用于修复游离端缺失的病例。

套筒冠义齿；游离端缺失；位移；应力

在临床中常见老年患者牙槽骨吸收严重，余留牙条件差。由于牙周支持组织差，采用常规的可摘活动义齿修复，固位及咀嚼效果不佳，为了减轻基牙承受力，可采用套筒冠义齿进行修复治疗。 套筒冠义齿修复牙列缺损，具有适用范围广、功能恢复理想、能控制改善基牙牙周状况等优点，已越来越多的为广大医生和患者所接受〔1〕。许多学者对套筒冠义齿的应用进行了一些临床和基础研究〔2～6〕。但对于基托下支持组织应力分布及基牙位移的研究，目前报道较少。本实验采用三维有限元法研究套筒冠义齿在牙槽骨不同吸收程度情况下基牙不同方向的位移值及基托下支持组织应力分布。

1　材料与方法

1.1标本来源被测试对象为1例牙列完整、牙周组织正常、无口腔病变的女性健康志愿者。

1.2CT扫描被检对象取仰卧位，头部固定，颏部抬高，使下颌下缘与水平面垂直，并戴用预先制作的咬合板，使被测者微张口，避免上、下牙列接触重叠。扫描全过程中，要求口腔处于安静状态。使用日立公司Turbo CT扫描机，扫描条件120 kV，125 mA，1.0 s。操作时，扫描标志线与下颌骨下缘平行，由下至上进行横断面扫描，直至髁状突顶端。其中自髁状突顶端至下颌骨下缘断面间距为2 mm，共获得31张断层影像；另外，自中切牙切端至磨牙根尖，间距为1 mm，获得31张断层影像。

1.3处理CT图像及读取数据采用Arroy公司透扫仪将CT胶片进行透扫，通过其配套软件将图像转换为TIF格式图片保存，再将图片用Photoshop 6.0专业图像处理软件读取。根据软件的坐标系读取下颌骨和牙齿的各层轮廓坐标，再根据其所在断层数值，将其每层轮廓曲线的二维坐标输入EXCEL电子表格转化为纯文本曲线文件格式保存。

表1　实验模型分类牙槽骨吸收的百分比(%)

表2　有关材料和组织的力学参数

2　结　果

对8组模型中基牙位移及各模型基托下支持组织应力进行计算。表3可见，各模型位移方向一致，基牙位移垂直方向向根尖移位，水平方向由近中向远中移位，随着牙槽骨吸收的增加，位移加大。各基牙垂直向位移较小且相近均小于近远中向位移，随着牙槽骨吸收程度的增加基牙位移增加，而基托下组织位移垂直向小于基牙位移，而近远中向大于基牙位移。

表4可见，模型Ⅰ基托下支持组织应力值远中大于近中，以近基牙的第一磨牙值最小，其峰值小于基牙周围组织应力；模型Ⅱ基托下支持组织应力值均匀，远中大于近中；模型Ⅲ基托下支持组织应力值均匀；模型Ⅳ基托下支持组织应力值远中小于近中；模型Ⅴ基托下支持组织应力值均匀；模型Ⅵ基托下支持组织应力值较均匀，且远中小于近中；模型Ⅶ基托下支持组织应力值较为接近；模型Ⅷ基托下支持组织应力值分布均匀，且远中小于近中。

表3　基牙位移值(mm)

表4　基托下支持组织应力分布(MPa)

3　讨　论

本实验中建模的特色在于将整个模型分为若干个模块保存，如每个牙齿都分为牙根、牙冠、牙周膜三个零件分别保存，这样可以非常方便地根据研究目的选择相应的零件装配成所需的模型进行研究。至于改变冠根比或牙周膜厚度等，较为简单：只需改变相应的数值即可。这为我们今后的研究提供了极大的便利，更由于避免了模型的重复建设而节省了大量的人力、物力。本实验中牙周膜的获得是通过将牙根反向抽壳而得到，这样牙根周围都有一层牙周膜包绕，更符合真实情况，因此计算结果也会更接近现实情况。

本实验结果表明，当远中基牙吸收加重时，位移会明显增加，而其他情况下，各基牙位移值差值不大，从力学角度分析，牙槽骨吸收程度不同，必将引起位移在牙齿根部的转动轴不同，因为天然牙牙根通过牙周纤维悬吊在牙槽窝内，转动中心越偏牙根上部牙齿动度减小；反之，当牙槽骨吸收增加时，转动必将向根尖移动，动度增加，而动度过大必将会引起牙周创伤，因此，当远中基牙牙槽骨吸收过大时，牙周创伤较大，作为基牙当慎重考虑。在临床应用中，对牙槽骨吸收严重的牙周病患牙，由于牙周支持组织条件差，设计上应该增大义齿的基托面积，减轻基牙承受的力，通常采用缓冲型套筒冠义齿进行修复治疗〔8〕。

套筒冠由内外两层冠组成，内冠粘在基牙上，外冠与义齿支架部分铸造连接成整体。义齿通过内外冠之间的摩擦力产生固位力，使义齿获得良好的固位稳定性〔9〕。因此，在咀嚼时基牙受力形式与固定桥相似。牙合力通过外冠传递至基牙，避免偏心力矩造成牙齿支持组织受力均匀，使基牙应力降低，牙周组织得到生理性刺激。同时，将单根牙或单个牙连接成整体，以发挥牙周组织代偿功能，提高承受咀嚼力的能力，被义齿固定的患牙又能更好地对抗来自各方向的侧向牙合力。套筒冠由于通过外冠与支架连成一个整体，使牙合力得到分散，固位稳定良好，对基牙有牙周夹板作用，较舒服，去除了活动义齿的卡环，较为美观〔10〕。套筒冠加工精度高，边缘高度密合，对牙周组织刺激小，减少了菌斑堆积，牙合力分布均匀〔11〕。因此，套筒冠义齿是用游离端缺失，特别是伴有不同程度的牙槽骨吸收的良好方式。

本实验结果显示：基托下支持组织的应力分布情况是均匀的，牙周支持组织吸收程度加剧，会导致支持组织应力变化，但这种变化是逐渐的，并未见明显的突变区。当基牙牙周组织吸收水平一致时，随着吸收程度增加，而基托下组织应力不随吸收程度增加而降低，这与套筒冠义齿的支持组织应力重新分配有关。本实验进一步证明了对于牙周病引起牙周支持组织吸收的病例，套筒冠义齿修复可起到牙弓夹板作用。因此，牙槽骨水平吸收在30%以内的牙齿，均可作为套筒冠义齿的基牙。

1王红梅，杨永进，蔡兴伟.套筒冠义齿修复轻中度牙周炎伴多数牙缺失的疗效观察〔J〕.中华老年口腔医学杂志，2012；10(3)：142-5.

2贾素侠，李国宾，张志伟.圆锥形套筒冠义齿修复老年人牙周病伴牙列缺损的疗效〔J〕.中国老年学杂志，2012；32(15)：3320-1.

3陈霞云，唐倩，徐雄均.缓冲型套筒冠义齿用于中重度牙周病老年患者的临床观察〔J〕.中华老年口腔医学杂志，2012；10(2)：77-80.

4刘伟，周志强，文爱杰.牙周病牙列缺损圆锥形套筒冠义齿修复疗效观察〔J〕.北京口腔医学，2012；20(6)：343-4.

5杜军，张帆，李二红.圆锥型套筒冠义齿修复牙列缺损的疗效观察〔J〕.实用口腔医学杂志，2011；27(5)：715-6.

6Kamposira P，Papavasious G，Bayne SC.Fin-Element analysis estimates of cement microfracture under complete veneer ceneer crowns〔J〕.J Prosthetic Dentistry，1994；71(5)：435.

7巢永烈，杨永丰，赵云凤，等.天然牙-末端种植牙固定桥的受载分析〔J〕.华西口腔医学杂志，1995；13(1)：6.

8徐君伍.口腔修复学〔M〕.第4版.北京：人民卫生出版社，2000：288-309.

9许正龙.圆锥型套筒冠义齿修复牙列缺损的临床应用〔J〕.口腔医学，2008；28(11)：612.

10刘海光，柏宁，梅予峰.套筒冠式牙周夹板固定在重度牙周病治疗中的应用观察〔J〕.口腔医学，2009；29(12)：643-5.

11王云霞.套筒冠式固定桥对牙周炎伴牙列缺损患者基牙牙周状况的影响〔J〕.口腔医学研究，2013；29(9)：836-8.

〔2014-10-09修回〕

(编辑赵慧玲/曹梦园)

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.14.083

高翔(1972-)，女，主任医师，硕士，硕士生导师，主要从事义齿固定研究。

R783.6

A

1005-9202(2016)14-3532-03；

1包头医学院第一附属医院口腔科2大连中山赵云刚口腔诊所

3吉林大学机械工程学院生物力学教研室