【摘要】：研究背景根管治療的目的是清除根管系統(tǒng)內(nèi)殘余的牙髓、細(xì)菌微生物及其它代謝產(chǎn)物~([1])。通常認(rèn)為,根管治療后的牙齒牙體組織缺乏有效的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)導(dǎo)致牙本質(zhì)及牙釉質(zhì)生物力學(xué)的改變。此外,由于牙齒的結(jié)構(gòu)形態(tài),如牙尖、邊緣嵴及髓室頂?shù)任锢斫Y(jié)構(gòu)的破壞也減弱了它的強(qiáng)度~([2,3,4])。有研究表明根管治療后牙齒硬度只下降了原先的9%~([5]),造成其抗折能力下降的主要原因是結(jié)構(gòu)完整性的破壞。開(kāi)髓作為根管治療的基礎(chǔ)步驟,目的是有效地清理根管。傳統(tǒng)的根管治療要求開(kāi)髓洞型盡可能擴(kuò)展以滿足預(yù)備器械的直線通路~([6])。有學(xué)者指出,傳統(tǒng)的開(kāi)髓洞型是根管治療后牙體破壞的主要原因之一~([7])。過(guò)大的開(kāi)髓洞型使得根管治療后牙齒折斷風(fēng)險(xiǎn)大大增加~([8])。因此,尋找一種合適的開(kāi)髓方式,減少開(kāi)髓洞型的預(yù)備量從而改善根管治療后牙齒的抗折強(qiáng)度是有必要的。近年來(lái),微創(chuàng)牙科(Minimally Invasive Dentistry,MID)~([9])的概念被提出,它包含口腔醫(yī)學(xué)的所有領(lǐng)域,而共同的特點(diǎn)則是對(duì)原有組織的保留,特別是通過(guò)預(yù)防性的保留措施防止某些不可逆疾病的發(fā)生。微創(chuàng)牙髓治療(Minimally Invasive Endodontics,MIE)~([10])作為MID的一個(gè)分支是在牙髓治療過(guò)程中極大限度地保留健康的牙體組織,強(qiáng)調(diào)在阻斷已有病變發(fā)生及發(fā)展的基礎(chǔ)上,更好地保持牙體結(jié)構(gòu)的完整性從而提高患牙的遠(yuǎn)期療效。MIE理念建議對(duì)傳統(tǒng)開(kāi)髓洞型設(shè)計(jì)進(jìn)行改良,通過(guò)精準(zhǔn)的開(kāi)髓及髓腔修整,盡可能保護(hù)對(duì)咬合功能發(fā)揮起到重要作用的舌隆突、斜嵴及髓室頂,增強(qiáng)患牙的抗折力~([11])。在錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描(Cone Beam Computer Tomography,CBCT)和牙科手術(shù)顯微鏡(Dental Operating Microscopy,DOM)的協(xié)助下一些學(xué)者已在臨床上對(duì)更加微創(chuàng)和精準(zhǔn)的開(kāi)髓方式進(jìn)行嘗試~([12,13])。微創(chuàng)的開(kāi)髓方式可以通過(guò)CBCT對(duì)患牙進(jìn)行掃描來(lái)確定根管的數(shù)量及位置。根據(jù)CBCT的數(shù)據(jù)可制作個(gè)性化3D導(dǎo)板,在導(dǎo)板的精確定位和顯微鏡的輔助指導(dǎo)下鎖定根管在咬合面的具體位置,在盡可能保護(hù)牙體組織,保留不必要磨除的原則下進(jìn)行開(kāi)髓。有別于傳統(tǒng)開(kāi)髓,這種微創(chuàng)的開(kāi)髓方式不僅能夠精確定位根管的具體位置,避免因牙體結(jié)構(gòu)異�；蛩枨烩}化等情況導(dǎo)致側(cè)穿,還能減少對(duì)髓室頂及頸部牙本質(zhì)的切削。完成根管治療后,由于牙體結(jié)構(gòu)破壞小,可以嘗試通過(guò)直接的樹(shù)脂充填修復(fù)來(lái)代替全冠或者嵌體等間接修復(fù)方式。然而,如何設(shè)計(jì)微創(chuàng)開(kāi)髓洞型可以更好地利用牙體結(jié)構(gòu)的完整性來(lái)增加術(shù)后患牙的抗折能力,目前還尚未明確。有限元分析法是研究具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)物體的有效手段~([14,15])。它的優(yōu)勢(shì)在于可將具有不規(guī)則外型結(jié)構(gòu)的物體分割成許多可以單獨(dú)負(fù)載的簡(jiǎn)單小單元,從而評(píng)估整個(gè)不規(guī)則結(jié)構(gòu)的受力情況。它與計(jì)算機(jī)結(jié)合,能夠提高復(fù)雜數(shù)據(jù)處理的精確度。對(duì)于具有小而復(fù)雜外形的牙齒,有限元分析法能夠直觀地展示其在不同應(yīng)力作用下各個(gè)部分的應(yīng)力分布情況,計(jì)算結(jié)果與實(shí)際有高度的一致性。因此本研究擬采用有限元分析法研究開(kāi)髓洞型對(duì)牙齒抗折強(qiáng)度的影響。研究目的本研究對(duì)前磨牙及磨牙設(shè)計(jì)不同開(kāi)髓洞型,采用三維有限元分析法,通過(guò)施加不同負(fù)載,計(jì)算各狀態(tài)下的應(yīng)力分布情況,分析不同開(kāi)髓方式對(duì)牙體受力的影響。實(shí)驗(yàn)方法1、收集臨床上因正畸或牙周炎拔除的無(wú)齲壞、無(wú)缺損、牙合面形態(tài)清晰的人上頜第一前磨牙、上頜第一磨牙及下頜第一磨牙。使用Micro-CT對(duì)樣本進(jìn)行掃描。將Micro-CT獲得的圖像以DICOM格式導(dǎo)入工程軟件Mimics 16.0中,按照牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)的灰度值設(shè)置各自的閾值范圍,以Mark的形式將牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)進(jìn)行分離。通過(guò)Boolean運(yùn)算得到牙髓初級(jí)模型。運(yùn)用Calculate 3D命令生成牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)、髓腔的面片式3D模型。在Geomagic Studio 2013軟件中以STL格式分別導(dǎo)入Mimics 16.0生成牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)及牙髓。對(duì)模型進(jìn)行清除噪音、修整交錯(cuò)面、光滑尖銳邊角處理,然后生成實(shí)體模型。將生成的牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)及牙髓以裝配體的形式導(dǎo)入Solid Works 2014軟件中組合生成完整的牙體。使用設(shè)計(jì)命令分別生成厚度為0.25mm的牙周膜及厚度均大于1.5mm的皮質(zhì)骨、松質(zhì)骨。最后分別生成上頜第一前磨牙、上頜第一磨牙及下頜第一磨牙的有限元模型。2、上頜第一前磨牙模型開(kāi)髓洞型設(shè)計(jì):(1)分別以頰、腭側(cè)兩根管口在牙合面的投影為位置設(shè)計(jì)的不同直徑的兩孔微創(chuàng)開(kāi)髓洞型(1.0mm-2,1.3mm-2,1.5mm-2);(2)分別以兩根管根分叉水平在根管內(nèi)中點(diǎn)和兩根管口中點(diǎn)連線向上延伸至牙合面的交點(diǎn)為位置設(shè)計(jì)的開(kāi)髓孔遠(yuǎn)離中央窩的一孔微創(chuàng)開(kāi)髓洞型(1.5mm-1-DC);(3)依據(jù)(2)的設(shè)計(jì)方式,將牙合面開(kāi)髓孔轉(zhuǎn)移至中央窩預(yù)備的一孔微創(chuàng)開(kāi)髓洞型(1.5mm-1-CE)。(4)從牙合面至髓腔形成直線入路的傳統(tǒng)開(kāi)髓洞型TEC(Traditional Endodontic Cavity,TEC)。根管充填熱牙膠,髓腔用流動(dòng)樹(shù)脂封閉,開(kāi)髓孔用通用樹(shù)脂封閉。應(yīng)力加載設(shè)計(jì):(1)中央窩軸向負(fù)載100N;(2)頰尖腭斜面單點(diǎn)斜向負(fù)載100N;(3)頰尖腭斜面及腭尖頰斜面兩點(diǎn)斜向負(fù)載100N。計(jì)算分析各負(fù)載下模型各部位的受力情況。3、上頜第一磨牙模型開(kāi)髓洞型設(shè)計(jì):(1)以頰側(cè)兩根管及腭側(cè)根管根分叉水平在根管內(nèi)中點(diǎn)和兩根管口中點(diǎn)連線向上延伸至牙合面的交點(diǎn)為位置設(shè)計(jì)的微創(chuàng)開(kāi)髓洞型MEC(Minimally Invasive Endodontic Cavity,MEC);(2)從牙合面至髓腔形成直線入路的傳統(tǒng)開(kāi)髓洞型TEC;(3)保留2mm厚度的洞壁牙體組織為基礎(chǔ)預(yù)備的擴(kuò)大開(kāi)髓洞型EEC(Extend Endodontic Cavity,EEC)。應(yīng)力加載設(shè)計(jì):(1)中央窩軸向負(fù)載200N;(2)牙合面多點(diǎn)軸向負(fù)載800N;(3)腭尖腭斜面斜向負(fù)載225N。計(jì)算分析各負(fù)載下模型各部位的受力情況。4、下頜第一磨牙模型開(kāi)髓洞型設(shè)計(jì):(1)以近中兩根管及遠(yuǎn)中根管的根分叉水平在根管內(nèi)中點(diǎn)和各根管口中點(diǎn)連線向上延伸至牙合面的交點(diǎn)為位置設(shè)計(jì)的微創(chuàng)一孔開(kāi)髓洞型MEC1;(2)以根分叉水平在根管內(nèi)中點(diǎn)和根管最大彎曲處在根管內(nèi)中點(diǎn),連線向上延伸至牙合面的交點(diǎn)為位置設(shè)計(jì)的微創(chuàng)一孔開(kāi)髓洞型MEC2;(3)以近、遠(yuǎn)中根管口在牙合面的投影位置設(shè)計(jì)的微創(chuàng)兩孔開(kāi)髓模型MEC3;(4)從牙合面至髓腔形成直線入路的傳統(tǒng)開(kāi)髓洞型TEC。應(yīng)力加載設(shè)計(jì):(1)牙合面軸向多點(diǎn)負(fù)載700N;(2)牙合面斜向多點(diǎn)負(fù)載200N。計(jì)算分析各負(fù)載下模型各部位的受力情況。研究結(jié)果1、上頜第一前磨牙有限元分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:(1)牙合面:一孔微創(chuàng)開(kāi)髓模型在各負(fù)載下應(yīng)力集中區(qū)較傳統(tǒng)開(kāi)髓模型小,兩孔微創(chuàng)開(kāi)髓模型最大應(yīng)力值與傳統(tǒng)開(kāi)髓模型接近。傳統(tǒng)開(kāi)髓模型在各個(gè)負(fù)載下洞型邊緣都存在應(yīng)力集中區(qū)。(2)牙頸部:一孔微創(chuàng)開(kāi)髓模型在牙頸部受力傳統(tǒng)開(kāi)髓模型兩孔微創(chuàng)開(kāi)髓模型。(3)根尖區(qū):微創(chuàng)開(kāi)髓模型與傳統(tǒng)開(kāi)髓模型相比根尖區(qū)受力沒(méi)有明顯差異,兩者在軸向負(fù)載時(shí)應(yīng)力值小于完整牙模型,在斜向負(fù)載時(shí)應(yīng)力值大于完整牙模型。2、上頜第一磨牙有限元分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:(1)牙合面:在牙合面多點(diǎn)負(fù)載時(shí),各模型在近中邊緣嵴都出現(xiàn)了應(yīng)力集中,且隨洞型的擴(kuò)大,應(yīng)力隨之增加。(2)牙頸部:隨著開(kāi)髓洞型的擴(kuò)大,各模型在牙頸部的受力也逐漸增大。(3)根尖區(qū):各治療后模型在根尖區(qū)的應(yīng)力沒(méi)有明顯差異,且都高于完整牙模型。3、下頜第一磨牙有限元分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:(1)牙合面:在各負(fù)載下,微創(chuàng)開(kāi)髓模型應(yīng)力集中區(qū)域及最大應(yīng)力值小于傳統(tǒng)開(kāi)髓模型。在微創(chuàng)開(kāi)髓組中,一孔微創(chuàng)開(kāi)髓模型在牙合面的最大應(yīng)力值小于兩孔微創(chuàng)開(kāi)髓模型。(2)牙頸部:兩孔微創(chuàng)開(kāi)髓模型在牙頸部受力大于一孔微創(chuàng)開(kāi)髓模型及傳統(tǒng)開(kāi)髓模型,而后兩者沒(méi)有明顯差異。(3)根尖區(qū):除一孔微創(chuàng)模型(MEC2)應(yīng)力相對(duì)較小外,其余模型根尖區(qū)受力沒(méi)有明顯差異。研究結(jié)論1、上頜第一前磨牙,開(kāi)髓洞型位于頰尖腭斜面的一孔微創(chuàng)開(kāi)髓模型與傳統(tǒng)開(kāi)髓模型及兩孔微創(chuàng)開(kāi)髓模型相比能夠減少應(yīng)力在牙合面及牙頸部的集中。2、上頜第一磨牙,在牙牙合面,開(kāi)髓孔越接近邊緣嵴,邊緣嵴受到的應(yīng)力越集中。同時(shí),隨著開(kāi)髓洞型的擴(kuò)大,牙頸部的受力也隨之增大。3、下頜第一磨牙,以根分叉水平在根管內(nèi)中點(diǎn)和根管最大彎曲處在根管內(nèi)中點(diǎn)連線向上延伸至牙合面的交點(diǎn)為位置設(shè)計(jì)的微創(chuàng)開(kāi)髓模型(MEC2),在牙合面及根尖區(qū)應(yīng)力小于其他微創(chuàng)開(kāi)髓設(shè)計(jì)及傳統(tǒng)開(kāi)髓洞型。
【圖文】：

Boolean 運(yùn)算得到牙髓腔。運(yùn)用 Calculate 3D 命令生成牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)、髓腔的面片式三維模型。圖1-1 Mimics 16.0操作界面（2）在 Geomagic Studio 2013 軟件中以 STL格式分別導(dǎo)入 Mimics 16.0生成的

表面有明顯缺陷的區(qū)域進(jìn)行去除，檢查模型的交錯(cuò)尖銳邊，光順各個(gè)模型的表面。編輯構(gòu)造輪廓線，欄柵，生成實(shí)體三維模型，，以 STP 格式保存。質(zhì)、牙本質(zhì)、牙髓的實(shí)體三維模型導(dǎo)入到三維設(shè)計(jì)制中，保存為零件格式。在軟件中新建裝配體，分別以質(zhì)、牙本質(zhì)及牙髓，設(shè)定各原點(diǎn)統(tǒng)一。使用“組合”而得到完整牙體模型。以等距曲面的方式生成釉牙m(xù)[31]的牙周膜。在牙體模型的近遠(yuǎn)中各建立基準(zhǔn)面，截面輪廓，以放樣曲面的方式生成牙槽骨模型，使用 1.5mm[32]的皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨，完成包含牙槽骨模型的的建立。再在牙體模型牙合面使用分割線繪制出將來(lái)需2)。
【學(xué)位授予單位】：廣州醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R781.05

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本文編號(hào)：2613302