【摘要】：牙列缺損(Dentition defect)是口腔臨床上的常見病和多發(fā)病,帶金屬支架的可摘局部義齒(Removable partial denture,RPD)是目前修復(fù)牙列缺損最常見的形式。相對于貴金屬和鈷鉻合金,RPD鈦支架因其質(zhì)量輕、彈性模量低、生物相容性好而日益受到牙醫(yī)和患者的歡迎。以往鈦金屬支架主要通過鑄造方式實現(xiàn),這種方法很容易形成鑄孔且有一定的失敗率。隨著計算機輔助設(shè)計和計算機輔助加工(Computer-aided design/computer-aided manufacture,CAD/CAM)技術(shù)的發(fā)展,RPD鈦支架可以通過計算機數(shù)控技術(shù)(Computer numerical controlled,CNC)銑削和選擇性激光熔覆(Selective laser melting,SLM)技術(shù)制作完成。在臨床上,無論是鑄造、銑削還是SLM技術(shù)制作的RPD鈦支架,其卡環(huán)部件均需達到較高的表面光滑度、加工精度、固位力以及抗疲勞變形能力才能發(fā)揮作用。本研究在前期對不同顏色石膏代型掃描精度及可重復(fù)性研究的基礎(chǔ)上,以RPD鈦卡環(huán)為研究對象,通過構(gòu)建卡環(huán)模型及其代型數(shù)據(jù),采用三維輪廓形狀顯微測量、三維軟件擬合配準、循環(huán)戴入/取出疲勞測試以及掃描電子顯微鏡(Scanning electron microscope,SEM)觀察等方式,評估無損檢測后,0.75mm倒凹條件下CNC銑削和SLM技術(shù)制作的鈦卡環(huán)表面粗糙度、加工精度、初始和循環(huán)后固位力變化以及永久變形量等行為指標,為CNC銑削及SLM鈦卡環(huán)在口腔臨床的廣泛應(yīng)用提供詳實、充分的研究資料。本研究共分為以下5個方面的內(nèi)容:第一部分RPD卡環(huán)-代型聯(lián)合體數(shù)據(jù)的構(gòu)建與樣本實物制作目的:構(gòu)建RPD卡環(huán)-代型聯(lián)合體數(shù)據(jù),評估加工后的樣本質(zhì)量,為后續(xù)試驗提供測試和參考對象。方法:模擬下頜磨牙構(gòu)建代型數(shù)據(jù)并加工成型,然后提取牙科設(shè)計軟件中卡環(huán)原型數(shù)據(jù),在Geomagic軟件中將卡環(huán)數(shù)據(jù)與代型數(shù)據(jù)擬合成聯(lián)合體,最后根據(jù)卡環(huán)數(shù)據(jù)分別加工得到鑄造CPTi、鑄造Ti、銑削CPTi以及SLM Ti 4組卡環(huán)樣本(每組17個),并進行X線無損檢測。結(jié)果:成功構(gòu)建0.75mm倒凹的卡環(huán)-代型聯(lián)合體數(shù)據(jù),并獲得形狀一致的鑄造CPTi、鑄造Ti、銑削CP Ti以及SLM Ti 4組卡環(huán)樣本;無損檢測發(fā)現(xiàn)鑄造工藝中的CPTi組(3個樣本)和Ti組(2個樣本)存在鑄造缺陷,而銑削CPTi和SLM Ti組卡環(huán)樣本內(nèi)部質(zhì)量均勻,未見明顯缺陷。結(jié)論:通過構(gòu)建卡環(huán)-代型數(shù)據(jù)可以獲得不同工藝的鈦卡環(huán)樣本,但總體而言,銑削和SLM技術(shù)獲得的卡環(huán)樣本成型質(zhì)量較鑄造工藝更穩(wěn)定。第二部分不同加工工藝卡環(huán)樣本表面形貌和粗糙度的研究目的:分析測量不同加工工藝卡環(huán)樣本的表面形貌和粗糙度,為臨床應(yīng)用提供實驗數(shù)據(jù)。方法:先從每組卡環(huán)中隨機選取1個樣本,將其卡環(huán)臂分割成3等份,取中間等份超聲清洗后用電子顯微鏡觀察卡環(huán)臂內(nèi)表面特征,然后用形狀輪廓顯微系統(tǒng)分析卡環(huán)臂內(nèi)表面形貌和粗糙度,最后對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析(α=0.05)。結(jié)果:相比于鑄造工藝,SLM Ti卡環(huán)表面展現(xiàn)出廣泛的、欠均勻的顆粒結(jié)構(gòu),而銑削CPTi卡環(huán)呈現(xiàn)出整體均勻光滑的表面;銑削CPTi組的粗造度與SLM Ti/鑄造CPTi/鑄造Ti組相比均有顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P0.05),而鑄造CPTi組和鑄造Ti組之間無明顯差異(P0.05)。3個粗糙度指標(Ra、Ry、Rz)的統(tǒng)計學(xué)結(jié)果相同。結(jié)論:在本研究條件下,所有卡環(huán)組的表面粗糙度均大于0.3μm(舌尖粗糙度感知值)。但銑削CPTi卡環(huán)組表面最光滑,SLM Ti組最粗糙,鑄造CPTi和鑄造Ti卡環(huán)居其次。第三部分不同加工工藝卡環(huán)樣本加工精度的研究目的:分析不同加工工藝卡環(huán)樣本的加工精度,為臨床應(yīng)用提供研究資料。方法:每組隨機選擇12個卡環(huán)樣本,噴涂成像粉后采用結(jié)構(gòu)光掃描儀掃描得到測試數(shù)據(jù)(Test1),然后將卡環(huán)數(shù)據(jù)(REF)導(dǎo)入Studio 12軟件中分割為內(nèi)、外表面兩部分,在Qualify 12軟件中與Test1進行“最佳擬合配準”獲取RMS值,最后對RMS數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析(α=0.05)。結(jié)果:4個卡環(huán)組內(nèi)表面的加工精度無顯著差異(P0.05),但銑削CPTi組的外表面和整體區(qū)域的加工精度顯著高于鑄造CPTi組/鑄造Ti組(P0.05)。而SLM Ti組卡環(huán)外表面和整體區(qū)域的加工精度均顯著低于鑄造CPTi、鑄造Ti和銑削CPTi組(P0.05),鑄造CPTi和鑄造Ti組之間的加工精度無顯著差異(P0.05)。結(jié)論:所有卡環(huán)臂內(nèi)表面具有相似的加工精度,每組卡環(huán)的精度穩(wěn)定性較好(標準差小于6μm)。但在卡環(huán)的外表面和整體區(qū)域,銑削CPTi組加工精度最好,SLM Ti組最差,鑄造CPTi和鑄造Ti組居其次。第四部分不同加工工藝卡環(huán)循環(huán)戴入/取出前后固位力的研究目的:評估不同卡環(huán)樣本的初始固位力和循環(huán)戴入/取出后的疲勞固位力,為臨床應(yīng)用提供研究數(shù)據(jù)。方法:從完成掃描的12個卡環(huán)樣本中隨機選擇5個進行固位力測試。先將卡環(huán)代型固定在拉伸疲勞試驗裝置中,根據(jù)設(shè)定的程序以50mm/min速度運行15個循環(huán)獲得初始固位力,然后以950mm/min速度運行10,000次戴入/取出循環(huán)試驗。從第500次循環(huán)開始記錄15次固位力值,此后每1000次循環(huán)間隔記錄15次固位力值,直至循環(huán)結(jié)束。最后對獲得的12組固位力數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析(α=0.05)。結(jié)果:SLM Ti的初始固位力最大,與其余組相比具有顯著差異(P=0.000)。銑削CPTi、SLM Ti、鑄造Ti以及鑄造CPTi組在分別經(jīng)過500、1000、2000、3000次戴入/取出循環(huán)后固位力開始降低。其中,SLM Ti組在2000次循環(huán)后固位力明顯下降,至4000次戴入/取出循環(huán)時,SLM Ti組的所有樣本均發(fā)生折斷,其余三組卡環(huán)運行至10,000次取出和戴入循環(huán)時沒有折斷。與鑄造CPTi和鑄造Ti組相比,銑削CPTi組的固位力下降率最小(9.5%)。結(jié)論:與鑄造工藝相比,經(jīng)歷10,000次取出和戴入循環(huán)后銑削CPTi組卡環(huán)的固位力下降最少,而SLM Ti卡環(huán)全部發(fā)生折斷,其疲勞固位力還需進一步改進。第五部分不同加工工藝卡環(huán)循環(huán)戴入/取出前后永久變形量的研究目的:研究不同卡環(huán)樣本反復(fù)戴入/取出前后永久變形量情況。方法:將完成循環(huán)戴入/取出試驗的卡環(huán)樣本從拉伸疲勞試驗裝置中取出,經(jīng)超聲清洗后噴涂成像粉,采用結(jié)構(gòu)光掃描儀掃描得到完整的測試數(shù)據(jù)(Test2)。在Geomagic Qualify 12軟件中將Test 2與循環(huán)試驗前的Test1進行最佳擬合配準獲得RMS值,最后對RMS數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析(α=0.05)。結(jié)果:SEM觀察發(fā)現(xiàn),3組卡環(huán)的連接體和起始部均無偏差但卡環(huán)臂的偏差從中部至末端逐漸增大。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),經(jīng)歷10,000次戴入/取出循環(huán)后鑄造CPTi組(153.6±35.6μm)的永久變形量與銑削CPTi組(199.6±79.2μm)、鑄造Ti組(94.9±39.1μm)比較均無顯著差異(P0.05),但銑削CPTi組與鑄造Ti組(94.9±39.1μm)比較有顯著差異(P0.05)。結(jié)論:經(jīng)歷10,000次戴入/取出循環(huán)后,銑削CPTi組卡環(huán)的永久變形量較鑄造Ti組大,這在一定程度上可延長卡環(huán)的預(yù)期壽命。
【圖文】：

A B圖 1. RPD 金屬支架及其完成制作的義齒成品。A:RPD 金屬支架；B：帶金屬支架的 RPD成品Fig1. RPD metal frameworks and finished products. A:RPD metal frameworks,B:RPD finished products.隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機輔助設(shè)計與計算機輔助制造(Computer-aided design/computer-aided manufacture, CAD/CAM) 技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種類型的修復(fù)體的制作[10-11]。在活動修復(fù)領(lǐng)域，相對于貴金屬和賤金屬合金，RPD 鈦或鈦合金支架因其質(zhì)量輕、彈性模量低、生物相容性佳而越來越受到牙醫(yī)和患者的歡迎[12-14]。尤其是鈦金屬的低彈性模量性能，使得制作的卡環(huán)臂較鈷鉻（Cobalt Chromium,CoCr）卡環(huán)臂進入基牙的倒凹更大，這在臨床上對于保持美觀性和保護基牙牙周健康是非常有利的[15]。因此，從長遠來看，鈦金屬制作的 RPD

A B圖 1-1. 實驗設(shè)計的代型規(guī)格尺寸及原型數(shù)據(jù)。A: 代型參考設(shè)計圖[6]；B：設(shè)計完成的原型數(shù)據(jù)。Fig1-1.The sizes and prototype data of substitute specifications for experimentaldesign.A:Alternative design drawings[6], B: The prototype data for completion of design.步驟 2： 構(gòu)建卡環(huán)數(shù)據(jù)在 Dental system 專業(yè)牙科軟件中，，找到蠟型輪廓條工具欄；選擇“Roach Clas原型，確定基本輪廓樣式，設(shè)置卡環(huán)坐標，得到形狀樣條圖像。在形狀樣條圖中將輪廓比例縮放參數(shù)設(shè)置為1.00；然后選擇圓端形態(tài)，設(shè)置圓化半徑因素為“1.0末端細化參數(shù)“80%”，沿著輪廓條的末端開始位置設(shè)置參數(shù)“0%”，自動緩厚度設(shè)置為“0.0mm”。最后得到的卡環(huán)數(shù)據(jù)見圖 1-2�？ōh(huán)數(shù)據(jù)的規(guī)格尺寸為：長度 13.00mm，起始段厚度 1.13mm，寬度 1.98mm
【學(xué)位授予單位】：重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R783.6

【參考文獻】

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1 夏媛;譚發(fā)兵;王璐;吳樹洪;;基于逆向工程研究不同牙體預(yù)備形態(tài)對全冠三維適合性的影響[J];華西口腔醫(yī)學(xué)雜志;2015年05期

2 謝煜庭;喬志萍;;不同材料支架式可摘局部義齒修復(fù)牙列缺損:義齒就位率與生物相容性[J];中國組織工程研究;2015年16期

3 李媛;鄭剛;林紅;;牙科金屬鑄造修復(fù)體內(nèi)部缺陷的X射線像質(zhì)計評價法[J];北京大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版);2014年06期

4 袁榮;譚發(fā)兵;吳樹洪;馬超逸;喻娜;佟雪璐;;3種石膏材料構(gòu)建的全冠數(shù)字化模型精度的對比研究[J];重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報;2014年09期

5 李伯琦;孫大磊;劉奕杉;迪麗努爾·阿吉;;兩種金屬支架可摘局部義齒修復(fù)效果的臨床分析[J];中國美容醫(yī)學(xué);2013年24期

6 張元良;張洪潮;趙嘉旭;周志民;王金龍;;高端機械裝備再制造無損檢測綜述[J];機械工程學(xué)報;2013年07期

7 劉杰;谷曉明;陳湘濤;范金杰;王靜;;不同包埋材料與鑄鈦過程中表面反應(yīng)層的變化[J];中國組織工程研究;2012年25期

8 朱彥紅;張博;劉亦洪;秦飛;李華芳;鄭玉峰;;鑄造支架式可摘局部義齒折斷分析[J];北京大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版);2012年01期

9 祖文明;;逆向工程技術(shù)的應(yīng)用及國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];價值工程;2011年21期

10 王靜;;純鈦支架鑄造缺陷的原因分析[J];北京口腔醫(yī)學(xué);2011年03期

本文編號：2711543