天然牙-种植牙联合支持固定桥种植体周围骨组织应力分布

汪晓霞，王 佩，王 维，谭锡涛，谢 彬

（韶关市第一人民医院口腔科，广东韶关 512000）

其 它

天然牙-种植牙联合支持固定桥种植体周围骨组织应力分布

汪晓霞，王 佩，王 维，谭锡涛，谢 彬

（韶关市第一人民医院口腔科，广东韶关 512000）

天然牙；种植体；固定桥；骨组织；应力

1 资料与方法

1.1 标本的选取 选取一牙列缺损，牙体完整，缺牙间隙正常，无严重磨耗，缺牙区牙槽骨及牙槽骨嵴无明显吸收，余牙位置正常，邻牙无倾斜，无畸形咬合关系的正常健康男性志愿者为研究对象。选择Camlog系统种植体（德国Altatec Biotechnology公司，规格5.0mm×13.0mm）。本研究中模型1为天然牙-种植牙联合支持固定桥，模型2为天然牙-种植牙套筒冠联合支持固定桥。

1.2 CT扫描 志愿者佩戴种植体后进行CT扫描（荷兰皇家飞利浦电子公司），患者仰卧于CT床，用头颅固定架固定头部，使下颌保持水平，扫描中线与鼻梁矢状对齐，由下颌骨下缘向上逐层扫描至下颌关节窝顶，连续无间断扫描，速度80mAs/层，层厚0.68mm，螺距0.56∶1，电压120kV，电流30mA。

1.3 建立三维有限元模型 提取CT组织轮廓图形，并以IGES文件格式保存后，导入ANSYS 9.0软件中，自下往上建模，获得天然牙-种植体联合支持固定桥三维模型。应用Mimics 9.0读取CT扫描所得牙位5、6、7及颌骨数据，然后应用Imageware 11.1软件进行模型重构。固定桥种植体不同直径有限元模型见表1：

表1 固定桥种植体不同直径有限元模型

1.4 实验假设 假设各种材料、组织均为连续均匀，各向同性的线弹性材料；设定种植体骨组织与种植体间骨结合完全；设定义齿各部分与组织间在加载条件下不发生相对滑动。

1.5 模型材料属性及网格划分 对模型进行单元类型的设定，依据模型的材料学属性依次对其进行网格划分，有关材料、模型的力学属性及模型单元数见表2：

表2 桥体材料性能参数

1.6 加载条件及求解 设定分散垂直及斜向两类加载模式，垂直方向为牙体长轴方向，斜向加载方向为牙体长轴45°[4]，方向总加载力大小为200N，其中第一磨牙、第二前磨牙、第二磨牙颌面中央窝分别加载80N、60N及60N。对模型进行加载设置后，利用ANSYS 9.0有限元分析软件，对两组模型进行求解。

2 结果

2.1 分散垂直加载 分散垂直加载时，模型1、2种植体颈部应力较为集中，为压应力；天然牙周围骨组织应力分布均匀，应力值较低。见表3：

表3 分散垂直加载下天然牙-种植体周围骨组织应力（MPa）

2.2 分散斜向加载 分散斜向加载时，模型1、2种植体颈部应力较为集中，种植体颊侧骨组织压应力较大；天然牙周围骨组织应力分布均匀，应力值较低。见表4：

表4 分散斜向加载下天然牙-种植体周围骨组织应力（MPa）

3 讨论

本研究中修复方式为固定桥，其在日常佩戴过程中可能遭受来自不同方向力的作用，包括垂直、斜向及侧向力等，因此本研究确定加载方式为分散垂直加载和分散斜向加载。有研究发现[5-7]，机体咀嚼食物时所产生的咀嚼力约为20kg，且不同牙齿所承受的压力不同，其中第一磨牙所承受的压力最大，因此本研究确定第一磨牙所加载压力最大，为80N。

本研究发现，分散垂直加载时，模型1种植体与天然牙最大应力分别为42.98Mpa、2.60Mpa，模型2种植体与天然牙最大应力分别为为21.01Mpa、2.15Mpa；分散斜向加载时，模型1种植体与天然牙最大应力为46.29Mpa、2.24Mpa，模型2种植体与天然牙最大应力分别为21.20Mpa、1.93Mpa。本研究结果提示，天然牙所承受的周围骨组织应力低于种植体，考虑原因可能是由于天然牙骨组织间有牙周膜缓冲，大部分应力为牙周膜所吸收[8-10]。本文研究结果表明，斜向加载下模型1种植体周围骨组织应力为46.29MPa，高于垂直加载下模型1种植体周围骨组织应力，说明斜向力可较大影响种植体应力分布。因此提示，在实际临床应用中应注意尽量减小斜向力的作用，避免应力过大对种植体造成损坏[11-13]。

【参考文献】

[1]高健，赵守亮，周成杰，等.种植体直径-长度比的三维有限元应力分析[J].口腔颌面外科杂志，2014，24(5)：364-369.

[2]张杨，王超，张晓南，等.动态载荷下不同骨质对天然牙-种植体联合修复应力分布的影响[J].华西口腔医学杂志，2015，33(3)：286-290.

[3]谢广平，陈哗，韩栋伟.天然牙与种植体联合支持套筒冠固定桥的骨组织应力分析[J].上海口腔医学，2007，16(1)：64-67.

[4]谢广平，陈晔.天然牙与种植体联合支持附着体连接式固定桥的骨组织应力分析[J].湖州师范学院学报，2007，29(1)：104-107.

[5]李振，聂文忠，黄远亮，等.不同直径种植体与天然牙联合支持固定桥的应力分析[J].口腔颌面外科杂志，2012，22(2)：105-109.

[6]王珏，苏剑生.种植体与天然牙联合支持固定桥桥体长度的应力分析[J].口腔材料器械杂志，2007，16(3)：135-137，143.

[7]Maezawa N, Shiota M, Kasugai S, et al. Three-dimensional stress analysis of tooth/lmplant-retained long-span fi xed dentures[J]. Int J Oral Maxillofac Implants, 2007, 22(5):710-718.

[8]陈晔，韩栋伟，许琪华，等.天然牙-种植体联合支持式义齿的应力分析[J].上海口腔医学，2006，15(2)：206-209.

[9]许琪华，韩栋伟，陈晔.不同基牙数目的天然牙-种植体联合支持固定桥种植体侧的应力分析[J].中国美容医学，2008，17 (9)：1345-1347.

[10]林艺娜，于长英，孟波，等.天然牙-种植体联合支持套筒冠固定桥的临床研究[J].国口腔种植学杂志，2014，19(4)：177-179.

[11]索来，万乾炳.口腔修复治疗中天然牙与种植体联合支持式固定桥的应用与前景展望[J].中华临床医师杂志(电子版)，2013，7(10)：4157-4159.

[12]胡征，罗志红，徐力，等.三种支持类型固定义齿负载时基牙周围骨组织应力分析[J].口腔材料器械杂志，2012，2（14）：195 -198.

[13]Menicucci G, Mossolov A, Mozzati M, et al. Tooth-implant connection: some biomechanical aspects based on fi nite element analyses[J]. Clin Oral Implants Res, 2002, 13(3): 334-341.

R783.3

C

1004-6879（2017）03-0261-03天然牙-种植牙联合支持固定桥是临床上常用的牙列缺损修复方法，具有生物相容性好、舒适度高、义齿体积小等优点[1]。但由于种植体与天然牙骨组织间无牙周膜缓冲，在运动过程中可产生运动幅度的差异。研究表明，天然牙-种植体联合支持固定桥中种植体支持端承受压力远大于天然牙端，而种植体一般直接种植于颌骨上，因此无缓冲时较大的压力直接作用到颌骨上，常造成牙种植体周骨创伤，或因骨吸收而缩短种植体的使用时间，导致联合固定桥过早脱落，从而影响牙齿的修复过程[2-3]。为提高种植体的远期修复成功率，本研究采用三维有限元法分析了天然牙-种植牙联合支持固定桥中种植体周围骨组织的应力分布，现将结果报告如下。

2016-06-20）