文摘

Non-carious颈牙齿病变几十年来被归因于磨损和侵蚀的影响主要是通过牙刷创伤,研磨牙膏和腐蚀性酸。然而,尽管上面的可能,最近的生物力学理论出现了这些病变的形成,和abfraction这个术语是。本研究的目的是调查abfraction损伤的生物力学上犬齿在轴向和侧向加载条件下使用三维有限元分析。一个提取人类上犬齿是扫描的μCT机(Skyscan、比利时)。这些μCT扫描是分割、重建和网状使用ScanIP (Simpleware,埃克塞特,英国)来创建一个三维有限元模型。100 N的横向负载应用轴向切的边缘和45°midpalatally长轴的犬齿。另外,200 N轴向和non-axial负载同时适用于牙齿。发现应力集中在CEJ所有场景。横向荷载产生的最大应力大于轴向加载,和果肉组织,然而,经验丰富的最低水平的压力。本研究贡献的理解non-carious宫颈病变的病因学是一个关键的临床管理。

1。介绍

Abfraction被定义为微观结构损失引起的牙齿组织生物力学加载导致应力集中在牙齿的颈部区域,反过来,导致牙齿结构的损失(1,2]。其临床表现被描述在文献中早在1930年的3),但其与加载变得明显后,李和Eakle虚拟咬合的加载在宫颈病变的形成的作用[4]。有三个主要类型的强调放在牙齿在咀嚼和机能异常:抗压、剪切和拉伸应力4]。拉伸应力的作用似乎在宫颈病变的病因学中开始变得更加明显在有限元分析研究表明,这些压力集中在牙齿的颈部地区。因此,拉伸应力的浓度与宫颈病变的原因(abfraction) [5- - - - - -7]。咬合的部队在口腔功能,生成机能异常,过早接触产生显著抗拉应力颈搪瓷(8,9]。陈等人之间成正比线性关系表明,咬合的部队和诱导应力两颊和向舌8]。

提出了许多理论来证明如何强调buccocervical层面导致病变;搪瓷的颈地区是贫穷的质量为薄层釉质棱镜存在宫颈地区(10]。因此,它并不困难,能承受拉应力,通常集中在牙齿支点附近发现宫颈区域。除此之外,搪瓷反应不同于牙本质力量导致微分挠曲,从而减弱,微裂隙的形成。一旦负载应用和压力产生超过搪瓷的理论屈服应力,abfraction病变形成楔形宫颈病变出现。其他理论表明,腐蚀性酸也可能扮演一个角色,通过弱化buccocervical地区釉质和牙本质的结构,从而使该地区更容易骨折,协助abfraction病变的形成。

2。目标

本研究的目的是研究通过三维有限元分析(3 d-fea) abfraction损伤的生物力学在不同加载条件下的上犬齿。

3所示。材料和方法

人类的上犬齿,提取原因矫正,microcomputed-tomography扫描仪扫描(Skyscan, Kontich,比利时)。这个扫描的分辨率(立体像素大小)μ。所有扫描被ScanIP进口(Simpleware,埃克塞特,英国)作为掩蔽堆栈的图像,分割和三维(3 d)重建。取决于像素密度三个面具生成代表釉质、牙本质和牙髓组织。后3 d几何表面的重建和优化,有限元(FE)网格生成的3 d模型使用ScanFE (Simpleware,英国埃克塞特)。有限元模型包含213220个节点和562998个四面体元素(图1)。随后,有限元模型导入Patran (MScsoftawre,圣安娜、钙、美国)预处理和后期处理。所有的材料被认为是各向同性、同质和线性弹性。所有材料的机械性能的细节包含在有限元模型包括在表中1。边界条件是制定整个模型在各个方向约束的基地。轴向加载100 N分别应用的横向切的边缘和中期45°腭表面的长轴的犬齿。在不同的加载情况下,犬齿受到200 N轴向和non-axial加载同时在两个方向(图1)。Nastran (MScsoftware,圣安娜、钙、美国)被用来执行所有菲在犬齿及其解决方案和计算应力位移三种不同载荷作用下场景。比较有限元应力分析进行了确定最大·冯·米塞斯应力(主要应力的等效应力X,Y,Z方向)及其分布: 在哪里1,2,3主要压力和1 >2 >3所示。

4所示。结果

犬齿时受到100 N轴向载荷,最大·冯·米塞斯应力产生在搪瓷(108 MPa)高于牙本质(73 MPa)(图2)。力的变化测角长轴(45°)最大·冯·米塞斯应力水平大大增加,搪瓷遭受3倍增加(389 MPa)与牙本质(图相比,应力集中3)。然而,最大应力的位置相似,位于颈口地区靠近cementoenamel结(CEJ)。最大·冯·米塞斯应力更大在搪瓷颊CEJ (492 MPa),当负载应用在两个方向上同时(图4)。牙本质表现同样作为应力集中在类似的位置,尽管最大值降低了25% (342 MPa)(表2)。牙釉质和牙本质结构的位移约55微米横向荷载作用下轴向加载的5倍(表2和数字5和6)。

5。讨论

早期发现和诊断abfraction病变是重要的病变可以是稳定和阻止进步。Abfraction可能采取不同的形式,即毛细裂缝,条纹,碟形病变或新月形的病变11]。Abfraction也可能发生在其他形式的齿面损失和这些还需要诊断以达到适当的治疗计划。

考虑到病变的大小,临床医生可能决定离开和监测病变或积极对待它有或没有任何咬合的调整。然而,以证据为基础的,这种病变应该恢复,防止进一步的恶化,防止和牙齿牙髓暴露骨折,提高美学(12,13]。进一步的研究表明,任何恢复放在这个网站增加失败的风险是由于持续存在拉伸应力(14],因此治疗只能煽动在上述情况下,留下一个病变进展可能不可逆squeelae [15]。

目前,缺乏证据支持的趋势咬合的调整会改变的力量应用于牙齿结构特别是上犬齿通常在canine-guided阻塞导致横向远足。因此,强调牙釉质和牙本质之间的差距表明abfraction的病因学是多因子的包括咬合的部队(16]。

本研究采用3 d-fea调查的影响,轴向和non-axial咬合的加载在犬齿abfraction病变的发展。这是旨在得到一个洞察的发展沿着釉质牙本质应力分布在牙齿组织和界面在不同加载条件下。尽管一些3 d-fea研究表明牙周韧带的作用(PDL)应力分布模式的一个重要因素在牙科组织(17),自由人民党并没有包含在本研究的3 d模型由于困难均匀厚度的PDL犬根基于计算机断层扫描的像素密度。同样重要的是,扭曲的元素在某些领域特别是在顶端和颈部区域会导致不准确的有限元解的有限元模型分析(18,19]。除此之外,狗根本不是完全为了减少模型建模和有限元网格大小和随后的解决方案。然而,这无疑增加了这3组有限元研究的局限性及其临床推理。

最大·冯·米塞斯应力所产生的轴向和横向荷载都坐落在搪瓷颊利润率CEJ旁边。然而这些压力的最大值是侧向载荷与轴向载荷作用下高四倍(图6)。在这两种情况下,最大应力超过了报道的釉质和牙本质的最大抗拉强度值20.,21]。搪瓷遭受压力远高于牙本质特别是在宫颈口CEJ地区横向载荷作用下(22]。搪瓷牙齿组织是薄,有一个非常弱的棱镜结构和低CEJ极限抗拉强度。此外,CEJ通常受到侵蚀和磨损,造成酸性曝光和刷牙,分别,这进一步削弱和破坏宫颈釉质和牙本质的结构23,24]。因此,拉伸应力,以及其他因素,集中在CEJ似乎大多数由于abfraction病变的病因学。

non-axial加载在讨论活动(夜间磨牙症)比生理有害咬合的加载初始裂缝或断裂的边际颊搪瓷CEJ(图7)。non-axial加载引起的最大应力,集中在颊颈部地区超过了搪瓷的最大抗拉强度在文献中报道< 17 MPa (21]。这为磨牙症的作用提供了进一步的证据abfraction病变的形成。牙釉质和牙本质菌株在不同加载条件下几乎相似,然而,最大应变值在颊CEJ(图观察8),这可能会加剧abfraction病变形成的结果。

尽管一些研究发现些许阴影abfraction作为牙釉质和牙本质的主要原因在颊颈部区域分解,有限元方法预测和生物力学的发展作出了贡献non-carious宫颈病变(abfraction)的上犬齿(24- - - - - -26]。3 d-fea已经被各种实验研究,验证,证明micro-CT-based 3 d-fea是一个有效的研究方法27,28]。在这项研究中3 d-fea上犬齿从分段模型重建ct机数据是一个复杂的模型代表一个上犬齿接受所有可能的咬合的加载场景来估计实际的釉质和牙本质组织可接受的精度范围内(29日]。两轴和non-axial加载了一起为了模拟讨论加载(夜间磨牙症)通常明显同时加载不同的方向。本研究的结果清楚地表明,这种情况导致了最严重的生物力学结果显著增加压力和位移的颊颈部区域特别是在搪瓷层。这一发现也在bruxist病人临床证明,比其他人更容易abfraction病变(30.),从而;这组患者需要密切的临床监测和干预时是必需的。

6。结论

尽管3 d-fea的局限性,可能会得出以下结论:(1)最大压力和顶位移所产生的侧向荷载一般都高于垂直加载;(2)峰值应力集中在CEJ所有加载场景;(3)的最大水平应力产生在牙釉质和牙本质是位于CEJ当轴向和non-axial载荷同时应用;(4)果肉组织持续压力在所有加载条件下的最低水平。

的利益冲突

作者否认任何利益冲突的相关研究。