三維有限元分析法在三種不同根管器械預(yù)備彎曲根管中的應(yīng)用

1、三維有限元分析法在三種不同根管器械預(yù)備彎曲根管中的應(yīng)用【摘要】三維有限元分析法是研究口腔生物力學(xué)的重要手段之一，近年來(lái)在口腔醫(yī)學(xué)應(yīng)力研究中的應(yīng)用中越來(lái)越廣泛，本文就其在三種不同器械預(yù)備彎曲根管中的應(yīng)用和進(jìn)展作一綜述?！娟P(guān)鍵詞】三維有限元分析法根管預(yù)備應(yīng)力分析【abstrat】thethree-diensinalfiniteeleentethdisnefthestiprtantethdsinthestudyfralbiehanis,usedreandreidelyintheresearhfralediinestress,thisrevieasrepresentedntheappliatinand

2、researhfthree-diensinalfiniteeleentethdinurvedrtanalpreparatinbythreekindsfinstruent.【keyrds】three-diensinalfiniteeleentethdrtanalpreparatinstressanalysis目前臨床上使用的根管預(yù)備器械種類(lèi)較多，手用不銹鋼器械在彎曲根管預(yù)備過(guò)程中易出現(xiàn)喪失工作長(zhǎng)度，根尖敞開(kāi)，肘部形成以及根管偏移等問(wèn)題，鎳鈦器械雖然具有效率高，成形效果好等優(yōu)點(diǎn)，但其韌性一旦下降，易發(fā)生器械別離，因此預(yù)備彎曲根管就成為臨床工作當(dāng)中的一大難點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)研究1說(shuō)明，在根管預(yù)備過(guò)程中，器械的

3、截面屬性，錐度和器械材料屬性等是導(dǎo)致器械別離的重要影響因素。為了臨床上彎曲根管預(yù)備時(shí)器械的正確選擇，本文就對(duì)三維有限元分析法在k銼、prtaper和prfile三種器械預(yù)備彎曲根管中的應(yīng)用和進(jìn)展作一綜述。1手用不銹鋼根管預(yù)備器械主要包括k銼、h銼及改進(jìn)設(shè)計(jì)銼，由于k銼的切削才能較強(qiáng)、成形才能較好及本錢(qián)低的優(yōu)點(diǎn)，故成為臨床應(yīng)用最廣泛的根管預(yù)備器械。張娜等2建立了三維有限元模型分析根管錐度變化對(duì)牙體組織應(yīng)力分布的影響后發(fā)現(xiàn)，不同器械預(yù)備根管時(shí)對(duì)根管壁受力有不同影響，35號(hào)k型銼預(yù)備根管時(shí)根管壁所受的應(yīng)力相對(duì)最小，這樣就減小了根管內(nèi)的應(yīng)力集中，從而減小預(yù)備后根管根折的可能性。la等人3使用k銼、鎳鈦

4、ls器械及鎳鈦gt銼對(duì)根管進(jìn)展預(yù)備，完成預(yù)備及充填后進(jìn)展牙齒的折裂載荷測(cè)試，最終結(jié)果顯示k銼預(yù)備牙齒折裂所需載荷最大，這與張娜等的研究結(jié)果一致。不銹鋼銼常見(jiàn)的受力形式是順螺紋和逆螺紋改變，袁理等4構(gòu)建20#不銹鋼k銼的三維有限元模型說(shuō)明，在這兩種狀態(tài)下，根管銼應(yīng)力集中的部位不同，逆螺紋改變時(shí)，應(yīng)力集中于相鄰兩切割刃之間的溝槽內(nèi)，即根管銼核心部分的外表，而順螺紋改變時(shí)，應(yīng)力集中于薄弱的切割刃口上。在施力位置、力值和約束位置均一樣的情況下，順螺紋改變比逆螺紋改變產(chǎn)生的拉、壓應(yīng)力值更大，因此切割刃更容易成為疲勞原點(diǎn)，即順螺紋改變更容易引起折斷，與多數(shù)學(xué)者觀點(diǎn)一致。不銹鋼k銼在臨床應(yīng)用中應(yīng)盡量防止順螺

5、紋改變，或者在順螺紋改變時(shí)應(yīng)注意使用較輕的力量，以減少切割刃部位的應(yīng)力集中，進(jìn)而減少器械變形損傷。臨床上通常用標(biāo)準(zhǔn)法預(yù)備，在根管粗大較直的情況下采用比擬合適，假設(shè)根管細(xì)小且有彎曲，可能出現(xiàn)根尖偏移等情況5研究證明，無(wú)論何種類(lèi)型的不銹鋼器械在彎曲根管的預(yù)備過(guò)程中，因其本身具有較大的鋼性，隨著器械號(hào)碼的增大，柔韌性減小，可發(fā)生根管拉直、根管偏移和根尖止點(diǎn)消失等并發(fā)癥6。.有研究認(rèn)為，k銼對(duì)根尖1/3段清理不夠，尤其在彎曲根管的預(yù)備時(shí)，而且器械的號(hào)碼越大，出現(xiàn)斷針，根管偏移等并發(fā)癥的概率越大7，故臨床中應(yīng)盡量減少應(yīng)用不銹鋼器械預(yù)備中重度彎曲根管。2prtaper銼是一種新型非is器械，由三根成形銼(

6、sx,s1,s2)和三根修形銼(f1,f2,f3)組成。prtaper銼的橫截面為凸三角形，切削力較強(qiáng)，xu8用有限元法討論了六種鎳鈦根管器械不同截面積之扭力情況，研究證實(shí)凸面形和螺旋三角橫斷面器械抗力矩最強(qiáng)，尖端是有部分切削才能的引導(dǎo)性尖，可以引導(dǎo)器械沿著根管形態(tài)順勢(shì)進(jìn)入，防止過(guò)量切削牙本質(zhì)壁，prtaper刃部的錐度是多樣化、可變的，為逐漸增加的錐度，該設(shè)計(jì)認(rèn)為在預(yù)備根管時(shí)能較好地保持根管的初始解剖形態(tài)，而刃部末端錐度和直徑增大，可以敞開(kāi)根管口和根管上段9，減小彎曲度。prtaper鎳鈦銼采用了鎳鈦材質(zhì)，其物理特點(diǎn)具備更好的柔韌性和彈性，優(yōu)良的物理彈性進(jìn)步了prtaper鎳鈦銼的抗折斷才能

7、，并決定了良好的根管居中性。shir-reister等10報(bào)道鎳鈦器械在彎曲根管中產(chǎn)生的扭矩和彎矩明顯小于不銹鋼銼，應(yīng)用時(shí)更靈敏，術(shù)中使用后根管成形才能和平安性更高。nehi等11構(gòu)建了鎳鈦器械prtaper完成銼f1的三維有限元模型，并證明了有限元分析在改善彎曲根管預(yù)備中器械性能方面的有效性，結(jié)果顯示，鎳鈦器械有良好的超彈性，能恢復(fù)原來(lái)的形狀，減少根管偏移的發(fā)生。prtaper臨床上用冠向下法預(yù)備，有限元分析說(shuō)明，根管銼在大孝方向和作用點(diǎn)一樣的改變力作用下，約束點(diǎn)接近根尖的最大拉應(yīng)力值較大，這與臨床上根管預(yù)備技術(shù)的選用有關(guān)當(dāng)采用步退法時(shí)，根管銼尖端與根管壁接觸；而當(dāng)采用冠向下法時(shí)，根管銼切割

8、刃的中1/3甚至冠1/3與根管壁接觸，根尖與根管壁無(wú)接觸，采用步退法時(shí)，在一樣受力條件下根管銼將受到更大的應(yīng)力，可能導(dǎo)致根管銼更容易折斷，因此，推廣使用冠向下預(yù)備技術(shù)有利于在臨床上更有效地預(yù)防器械折斷現(xiàn)象的發(fā)生12。ki13比擬了三種鎳鈦根管器械在彎曲根管內(nèi)旋轉(zhuǎn)進(jìn)出的應(yīng)力變化幅度和退出根管瞬間的殘留應(yīng)力后認(rèn)為：prtaper的最大應(yīng)力值和應(yīng)力變化幅度最大，這樣就增加了根管內(nèi)應(yīng)力集中而根折和器械由于應(yīng)力集中而別離，其平安性和其效率主要取決于器械的使用方式以及器械的加工方法14。鎳鈦器械錐度大，對(duì)根管側(cè)壁切削增加，引起了人們對(duì)是否會(huì)降低牙根抗折強(qiáng)度的擔(dān)憂，雖然大錐度的根管預(yù)備器械預(yù)備出的根管有較好

9、的擴(kuò)展，有利于根管的沖洗和充填，但同時(shí)也增大根管腔中上1/3段的直徑，使牙本質(zhì)壁變薄15，近年來(lái)對(duì)根管應(yīng)力的有限元研究也說(shuō)明，根管壁厚度的減小會(huì)引起根管壁應(yīng)力的升高16。因此剩余牙本質(zhì)厚度是影響牙齒抗折才能的重要因素。盡管prtaper鎳鈦銼有一些缺乏之處，但是對(duì)于預(yù)備彎曲根管治療效果好，術(shù)后并發(fā)疼痛病癥少，合適臨床推廣。3prfile銼屬于大錐度非is器械，；有三個(gè)錐度：prfile04(0.04錐度)、prfile06(0.06錐度)、prfiles(0.050.08錐度)，prfile刃部橫截面為u形，尖端圓鈍，抗彎慣性矩較大，可預(yù)防彎曲根管預(yù)備時(shí)并發(fā)癥的發(fā)生；切緣以放射狀平面與根管壁接

10、觸，削弱了器械的切削力量；大錐度，簡(jiǎn)化了預(yù)備步驟而到達(dá)理想的根管形態(tài)，便于充填17。陳露18等在三種鎳鈦根管器械在彎曲和改變狀態(tài)下的有限元分析中證明：prfile的彎曲應(yīng)力最小，在一樣尖端位移下所需彎矩也最小，這意味著prfile具有較好的彈性和抗彎性能，可以自如的順應(yīng)彎曲根管的走向，減少根管在預(yù)備過(guò)程中偏移甚至拉直的傾向，因此，引起彎曲折斷的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。但19prfile的改變應(yīng)力顯著大于prtaper和prtaperuniversa，最大應(yīng)力甚至已經(jīng)到達(dá)偽彈性形變階段，說(shuō)明prfile抗改變性能差，更容易到達(dá)馬氏體相而發(fā)生塑性形變，zhang20認(rèn)為過(guò)度的改變力矩比過(guò)度的彎曲力矩對(duì)器械應(yīng)

11、力的影響更大，這是prfile在臨床上逐漸減少使用的原因之一。三維有限元分析法為根管預(yù)備進(jìn)展力學(xué)研究提供了良好的實(shí)驗(yàn)根底，但有限元法也有其缺乏，因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)有限剖分的單元代替構(gòu)造整體，所以對(duì)予有些復(fù)雜多變構(gòu)造，受有限剖分的限制，會(huì)影響計(jì)算準(zhǔn)確度。要想得到更準(zhǔn)確的結(jié)論，仍需要進(jìn)一步的臨床和力學(xué)研究，隨著有限元生物物理模型的日趨準(zhǔn)確，有限元分析法與現(xiàn)代組織學(xué)方法相結(jié)合，為研究分析根管預(yù)備過(guò)程中的問(wèn)題提供了新的有效途徑，為臨床上彎曲根管預(yù)備時(shí)器械的正確選擇提供重要的生物力學(xué)根底，優(yōu)化治療效果?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1sheny,haapasal,heunggs,etal.jendd,2021,35(1)：12

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13、kel-titaniuinstruentsparedithstainlesssteelhandinstruentatininsiulatedurvedrtanalsj.ralsurgraledralpathlralradilendd,2022,101(6):807-8138xux,zhengyf,engd,etal.parativestudyftrsinalandbendingprpertiesfrsixdelsfnike-ltitaniurtanalinstruentsithdifferentrss-setinsj.jendd,2022,32(4):372-3759李喆，于靜濤，壽奮勇等.2

14、種機(jī)用鎳鈦器械根管成形效果的比照研究j.上?？谇会t(yī)學(xué),2021,19(1):100-10310shirreisterjf,strhl,altenburgerj,etal.ralsurgraledralpathlralradilendd,2022,1016：807-81311nehis,tashieris,petrinil,etal.ehanialbehavirfni-tirtaryenddntifilesinsiulatedlinialnditins:enddj2021;41:939-94912blujy，ahtup，iallefjplatinfntata

15、reasnrtaryprfileinstruentsinrelatinshiptthefresdevelpedduringehanialpreparatinnextratedteethintenddj，1999,32(4):108-11013kih,heunggs,leej,etal.parisnffresgeneratedduringrtanalshapingandresidualstressesfthreeniekel-titaniu-rtaryfilesbyusingathree-diensinalfiite-eleentanalysisj.jendd,2021,34(6):743-74

16、7.15rundquistbd,versluisa.hdesanaltaperrtstressj?intenddj,2022，39：22623716giffrdjl,alshp，vgelhjstruturesandetalin-bindingprpertiesfthea2-bindinghelix-lp-helixef-handtifsj.bihe,2022,405(6):19917huangd，luhx，zhangl,etalstudyftheprgressivehangesinanalshapeafterusingdifferentinstruentsbyhandinsiulateds-shapedanalsj.jenddn,2022,33(8):98698919sheny,heun