北京大学学报(医学版) ›› 2015, Vol. 47 ›› Issue (1): 78-84.

• 论著 • 上一篇    下一篇

一体化计算机辅助设计与制作氧化锆桩核的三维有限元分析

周团锋1,2*,张相皞3*,王新知1△   

  1. (1.北京大学口腔医学院·口腔医院修复科 ,北京100081;2.北京大学口腔医学院·口腔医院第一门诊部,北京 100034;3.北京大学口腔医学院·口腔医院第二门诊部,北京100101)
  • 出版日期:2015-02-18 发布日期:2015-02-18

Three-dimensional finite element analysis of one-piece computer aided design and computer aided manufacture involved zirconia post and core

ZHOU Tuan-feng1,2*, ZHANG Xiang-hao3*, WANG Xin-zhi1△   

  1. (1. Department of Prosthodontics, Peking University School and Hospital of Stomatology, Beijing 100081, China; 2. First Clinical Division, Peking University School and Hospital of Stomatology, Beijing 100034, China; 3. Second Clinical Division, Peking University School and Hospital of Stomatology, Beijing 100101, China)
  • Online:2015-02-18 Published:2015-02-18

摘要: 目的:采用三维有限元法,比较分析一体化计算机辅助设计与制作(computer aided design and computer aided manufacture, CAD/CAM)氧化锆桩核修复的生物力学特点。方法:采用几何的方法分别构建一体化CAD/CAM氧化锆桩核(第1组)、预成氧化锆桩铸瓷核(第2组)、金合金桩核(第3组)上中切牙修复的三维有限元模型,分别通过牙轴与切缘垂直方向和与牙体长轴45°角斜下方向100 N加载,模拟上、下切牙相对时和下颌前伸运动时的两种受力情况。结果:垂直静加载下,无牙本质肩领设计,一体化CAD/CAM氧化锆桩核组牙根的最大Von-Mises应力值最小(11.02 N),预成氧化锆桩组最大(13.17 N),应力分布从切端向根方逐渐递减。2.0 mm高牙本质肩领存在时,桩核及牙根的最大Von-Mises应力值均减小。45°斜向静加载下,在无肩领设计时,一体化CAD/CAM氧化锆桩核的最大Von-Mises应力值最大(20.45 N),金合金桩核的值最小(13.61 N)。2.0 mm高牙本质肩台存在时,牙根的应力值均有减小的趋势,金合金桩核修复组牙根最大Von-Mises应力值最大(14.10 N),一体化CAD/CAM氧化锆桩核修复组牙根应力最小(13.38 N)。结论:通过三维有限元分析推测:相同根管直径的一体化CAD/CAM氧化锆桩核相比预成氧化锆全瓷桩铸瓷核和金合金桩核能更好地分担垂直和侧向的咬合力,并且能够降低牙根的应力分布,起到保护基牙,维护修复体完整性的作用。

关键词: 计算机辅助设计, 氧化锆, 桩核技术, 有限元分析

Abstract: Objective: To analyze the biomechanics trait of one-piece computer aided design and computer aided manufacture (CAD/CAM) zirconia post and core by the three-dimensional finite element.  Methods: The three-dimensional finite element models of three upper central incisors restored with one-piece CAD/CAM zirconia post and core (group 1), refabricated zirconia post and hot-pressed porcelain core (group 2), and cast gold alloy post and core (group 3) were built by geometry method respectively. 100 N vertical loading through the central incisor models long axis and 100 N loading along directing at an angle of 45° with the models long axis were used to imitate the central incisor stress state in biting and mandible physiological protraction movement. Results: Under vertical loading, the restored teeth without dentin ferrule, the maximum VonMises stress value of the tooth root in group 1 was the least(11.02 N), which was the largest (13.17 N)in group 2. The stress became weaker from the upper to the lower of the tooth root. The maximum Von-Mises stress value of the tooth root, post and core became smaller while the restored teeth with the 2.0 mm high dentin ferrule. Under directing at an angle of 45° loading, without the design of dentin ferrule in the restored teeth, the maximum Von-Mises stress value of the post and core in group 1 was the greatest(20.45 N), while that stress of post and core in group 3 was the smallest(13.61 N). With 2.0 mm high dentin ferrule design in the restored teeth, the tooth root stress became weaker. The maximum Von-Mises stress value of the tooth root was the greatest (14.10 N) in group 3, but which was the lowest (13.38 N) in group 1. Conclusion: The results of the three-dimensional finite element analysis infers that one-piece zirconia post and core restoration is more beneficial to disperse the bite force than the prefabricated zirconia post and the cast gold alloy post and core. The onepiece of zirconia post and core is good to protect the teeth and keep the restoration intact.

Key words: Computer-aided design, Zirconia, Post and core technique, Finite element analysis

[1] 马珂楠,陈虎,沈妍汝,周永胜,王勇,孙玉春. 选择性激光熔化打印可摘局部义齿圆环形卡环固位力的有限元分析[J]. 北京大学学报(医学版), 2022, 54(1): 105-112.
[2] 李怡,王丽瑜,刘晓强,周倜,吕季喆,谭建国. 不同材料及厚度椅旁CAD/CAM瓷贴面的边缘特征[J]. 北京大学学报(医学版), 2022, 54(1): 140-145.
[3] 邱淑婷,朱玉佳,王时敏,王飞龙,叶红强,赵一姣,刘云松,王勇,周永胜. 姿势微笑位口唇对称参考平面的数字化构建及初步应用验证[J]. 北京大学学报(医学版), 2022, 54(1): 193-199.
[4] 王铮,丁茜,高远,马全诠,张磊,葛兮源,孙玉春,谢秋菲. 氧化锆多孔表面显微形貌对成骨细胞增殖及分化的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2022, 54(1): 31-39.
[5] 周伟,安金刚,荣起国,张益. 下颌骨颏部骨折联合双侧髁突囊内骨折致伤机制的三维有限元分析[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(5): 983-989.
[6] 任爽,时会娟,张家豪,刘振龙,邵嘉艺,朱敬先,胡晓青,黄红拾,敖英芳. 前交叉韧带重建术后移植物应力的有限元分析[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(5): 865-870.
[7] 姜又升,冯琳,高学军. 垫底材料弹性模量对髓腔固位冠修复后上颌前磨牙应力分布的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(4): 764-769.
[8] 李文锦,丁茜,原福松,孙丰博,郑剑桥,鲍蕊,张磊. 飞秒激光表面处理对氧化锆表面特征及弯曲强度的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(4): 770-775.
[9] 杨欣,李榕,叶红强,陈虎,王勇,周永胜,孙玉春. 不同刃状边缘补偿角度的两种氧化锆全瓷冠断裂强度的评价[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(2): 402-405.
[10] 岳兆国,张海东,杨静文,侯建霞. 数字化评估CAD/CAM个性化基台与成品基台影响粘接剂残留的体外研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1): 69-75.
[11] 徐啸翔,曹烨,赵一姣,贾璐,谢秋菲. 数字化个齿托盘制取下颌全牙列全冠预备体印模的体外评价[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1): 54-61.
[12] 李峥,柳玉树,王时敏,张瑞,贾璐,叶红强,胡文杰,赵文艳,刘云松,周永胜. 数字化方法复制暂时修复体牙合面形态在重度磨耗病例中的应用[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1): 62-68.
[13] 房硕博,杨广聚,康艳凤,孙玉春,谢秋菲. 数字化辅助确定再定位牙合垫颌位方法的探索和精度评价[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1): 76-82.
[14] 罗佳,张宇,崔宏燕,祝宁,沈惠丹,邸萍,林野. 锥度固位结合数字化技术在后牙连续多牙种植即刻修复中的应用[J]. 北京大学学报(医学版), 2020, 52(5): 964-970.
[15] 魏菱,邹东,陈虎,潘韶霞,孙玉春,周永胜. 一种数字化全口义齿的临床疗效评价[J]. 北京大学学报(医学版), 2020, 52(4): 762-770.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 田增民, 陈涛, Nanbert ZHONG, 李志超, 尹丰, 刘爽. 神经干细胞移植治疗遗传性小脑萎缩的临床研究(英文稿)[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(4): 456 -458 .
[2] 郭岩, 谢铮. 用一代人时间弥合差距——健康社会决定因素理论及其国际经验[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(2): 125 -128 .
[3] 成刚, 钱振华, 胡军. 艾滋病项目自愿咨询检测的技术效率分析[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(2): 135 -140 .
[4] 卢恬, 朱晓辉, 柳世庆, 郑杰, 邱晓彦. 白细胞介素2促进宫颈癌细胞系HeLaS3免疫球蛋白G的表达[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(2): 158 -161 .
[5] 袁惠燕, 张苑, 范田园. 离子交换型栓塞微球及其载平阳霉素的制备与性质研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(2): 217 -220 .
[6] 徐莉, 孟焕新, 张立, 陈智滨, 冯向辉, 释栋. 侵袭性牙周炎患者血清中抗牙龈卟啉单胞菌的IgG抗体水平的研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(1): 52 -55 .
[7] 祁琨, 邓芙蓉, 郭新彪. 纳米二氧化钛颗粒对人肺成纤维细胞缝隙连接通讯的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(3): 297 -301 .
[8] 李宏亮*, 安卫红*, 赵扬玉, 朱曦. 妊娠合并高脂血症性胰腺炎行血液净化治疗1例[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(5): 599 -601 .
[9] 李伟军, 邢晓芳, 曲立科, 孟麟, 寿成超. PRL-3基因C104S位点突变体和CAAX缺失体的构建及表达[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(5): 516 -520 .
[10] 丰雷, 王玉凤, 曹庆久. 哌甲酯对注意缺陷多动障碍儿童平衡功能影响的开放性研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2007, 39(3): 304 -309 .