全瓷悬臂树脂粘接固定桥的生物力学性能评估:有限元分析揭示犬齿优于中切牙的应力分布优势

【字体: 时间:2025年10月07日 来源:BMC Oral Health 3.1

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  本研究针对前牙区缺失修复中树脂粘接固定桥(RBFDPs)的应力分布问题,通过有限元分析对比了锆石(zirconia)和二硅酸锂(lithium disilicate)两种材料、中切牙(#11)与犬齿(#13)两种基牙设计的生物力学表现。结果表明,以犬齿为基牙的锆石悬臂RBFDP在修复上颌侧切牙缺失时,能显著降低修复体支架、粘接水泥层及牙周膜(PDL)的应力集中,为临床优化微创修复方案提供了重要力学依据。

  
当人们失去一颗前牙时,尤其是美观区的前牙,不仅会影响咀嚼功能,更会带来心理上的困扰。传统的修复方式如种植牙虽然效果显著,但并非所有人都适合——年轻人骨骼尚未发育完全、存在严重骨缺损或患有某些系统性疾病的患者往往被排除在外。而传统固定桥需要大量磨除邻牙组织,可能损伤牙髓健康。在这种背景下,树脂粘接固定桥(Resin-Bonded Fixed Dental Prostheses, RBFDPs)作为一种微创修复方案,逐渐受到关注。它通过粘接剂将修复体固定于邻牙的舌侧,几乎不需要磨牙,既保留了牙体组织,又能提供良好的美观和功能。
然而,RBFDPs也面临着一个严峻挑战:修复体脱粘。临床研究表明,悬臂设计(单基牙)的RBFDPs其实比固定-固定设计(双基牙)具有更高的生存率,这是因为单基牙避免了双基牙因生理动度差异导致的粘接层疲劳。但究竟选择哪一颗牙作为基牙更合理?修复体材料又该如何选择?这些问题的答案仍不明确。为此,研究人员在《BMC Oral Health》上发表了一项研究,通过有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)的方法,系统评估了不同基牙位置和材料对RBFDPs生物力学行为的影响。
该研究主要采用了以下关键技术方法:首先,使用离体天然牙(#11和#13)建立上颌侧切牙缺失的石膏模型,并通过CBCT扫描和口腔扫描获取三维数据;其次,利用SolidWorks和ANSYS软件构建包括修复体、粘接水泥、牙周膜、牙槽骨等在内的有限元模型;最后,在修复体上施加200 N的咬合力模拟前牙咀嚼负荷,通过von Mises应力分布评估各结构的力学响应。
研究结果主要包括以下三个方面:
框架中的应力分布
在所有四种模型中,最高应力均集中于连接体处。以中切牙为基牙的锆石修复体(模型1)应力值最高(158 MPa),而以犬齿为基牙的二硅酸锂修复体(模型4)应力值最低(117.7 MPa)。这表明犬齿作为基牙能够更有效地分散应力,降低修复体断裂的风险。
水泥层中的应力分布
应力主要集中在连接体边缘区域,这提示脱粘可能首先从该区域发生。以中切牙为基牙的二硅酸锂修复体(模型3)水泥层应力最高,而以犬齿为基牙的锆石修复体(模型2)应力最低。这表明高弹性模量的材料(如锆石)有助于降低水泥层的应力水平。
牙周膜中的应力分布
以中切牙为基牙的模型(模型1和模型3)牙周膜应力显著高于以犬齿为基牙的模型(模型2和模型4)。这是由于犬齿具有更大的牙根表面积和牙周膜体积,能够更有效地分散咬合力量,保护牙周组织健康。
研究结论明确表明:在选择悬臂RBFDPs修复上颌侧切牙缺失时,犬齿是比中切牙更理想的基牙选择,能够显著降低修复体、水泥层和牙周膜中的应力水平。在材料选择方面,锆石因其更高的弹性模量,比二硅酸锂更能保护水泥层免受应力损害。因此,以犬齿为基牙的锆石悬臂RBFDP被推荐为最佳临床选择。
这项研究的重要意义在于首次系统比较了基牙位置和材料特性对RBFDPs生物力学性能的联合影响,为临床医生制定个性化修复方案提供了科学依据。通过优化基牙选择和材料使用,不仅能够提高修复体的长期成功率,还能更好地保护基牙和牙周组织的健康,真正实现微创修复的理念。未来研究可进一步探讨不同连接体设计、粘接系统改良以及新型高透明锆石材料对RBFDPs性能的影响,推动这一微创修复技术的持续发展。
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