垫底材料厚度对髓腔固位冠修复后牙体组织应力影响的三维有限元分析

目的:本研究通过锥形束CT(Cone beam computed tomography,CBCT)与Bluecam扫描技术,借助Geomagic和Solidworks 2012等逆向工程软件,建立下颌第一磨牙根管治疗后不同髓腔固位冠(Endocrown)修复材料以及不同垫底材料厚度的三维有限元模型,运用Ansys Workbenchl7.0软件分析Endocrown及剩余牙体组织应力大小和分布情况,为临床牙体缺损修复提供实验依据。方法:选择在修复科门诊完成下颌第一磨牙根管治疗的青年男性志愿者1名,完成右侧下颌第一磨牙根管治疗后行Endocrown修复,基牙预备后行CBCT扫描,利用CBCT扫描数据建立离体下颌第一磨牙三维有限元模型,模拟DO洞型并用Endocrown进行修复。选择三种不同修复材料(Emax CAD、LavaTM、ULtimate、金合金)根据VOCO树脂垫底的厚度不同分为1、3、5mm组,相应冠的厚度则分别为5、3、1mm。然后分别采用轴向和45°斜向静态加载模式对模型加载300N和112.5N的力,观察Endocrown和剩余牙体组织不同部位的应力分布情况,分析比较应力集中部位及相应部位应力峰值的差异。结果:垂直加载与舌向45°加载时,Von-mises应力和最大主应力均主要集中在Endocrown相应的加载部位;近远中颊髓线角、近远中舌髓线角、髓室底及根分叉等部位剩余的牙体组织Von-mises应力和最大主应力峰值均较低;牙颈部和洞型的远中肩台则出现应力集中趋势;垫底材料厚度为5mm时剩余牙体组织容易出现应力集中,尤其是缺损部位。结论:根管治疗后行Endocrown修复时,基牙颈部尤其是近缺损部位应力较为集中。所以保证颈周牙本质的完整,增强颈部的抗力,对于根管治疗后的患牙尤为重要。同种修复材料随垫底材料厚度的增加,剩余牙体组织更易引起应力集中;不同硬度和弹性模量的修复材料也会随垫底材料厚度的增加而更易形成应力集中。