Біомеханічне дослідження однокореневих зубів при реставрації їх куксовими штифтовими вкладками

Abstract

За результатами математичного аналізу моделі системи «корінь зуба, куксова вкладка, коронка» встановлено, що поява горизонтальної складової функціонального навантаження, а також спільна дія вертикальної і горизонтальної складових навантаження викликають локалізацію полів максимальних значень еквівалентних напружень у середній третині штифтової частини вкладки з вестибулярного або орального боків залежно від напрямку горизонтального навантаження. У разі наявності тільки вертикальної складової навантаження максимальні значення еквівалентних напружень виникають у зоні примикання коронкової частини вкладки до штифтової. Максимальні значення еквівалентних напружень у відновлюваному зубі та в його періодонті, а також у штифтовій вкладці виникають за спільної дії вертикальної складової функціонального навантаження з горизонтальною, спрямованої у вестибулярно-язиковому напрямку.Найнебезпечніша зона кореневої частини зуба з погляду локалізації максимальних значень еквівалентних напружень – це ділянка дентину, що примикає до торцевої частини штифта вкладки.;В результате проведенного математического анализа моделей системы «корень зуба, культевая вкладка, коронка» установлено, что возникновение горизонтальной составляющей функциональной нагрузки, а также совместное действие вертикальной и горизонтальной составляющих нагрузки вызывают локализацию полей максимальных значений эквивалентных напряжений в средней трети штифтовой части вкладки с вестибулярной или оральной стороны в зависимости от направления горизонтальной нагрузки. В случае наличия только вертикальной составляющей нагрузки максимальные значения эквивалентных напряжений возникают в зоне примыкания коронковой части вкладки к штифтовой. Максимальные значения эквивалентных напряжений в реставрируемом зубе и его периодонте, а также штифтовой вкладке возникают при совместном воздействии вертикальной составляющей функциональной нагрузки с горизонтальной, направленной в вестибулярно-язычном направлении. ; The purpose of the biomechanical study was a comparative analysis of the stress-strain state of the dowel core, dentin of the tooth root, periodontal and bone tissues of the alveolus in the restoration of the first premolars using dowel core, made of zirconium oxide.Materials and methods. Mathematical modeling was carried out using a service modeling and finite element analysis NASTRAN, designed for implementation on a personal computer in a Windows environment. The package, which is built and analyzed considers an elastic three-dimensional models of dental arches on the basis of finite-element procedures, determines the displacement of each node of the finite element with three axes, the normal and shear stresses, and equivalent stresses according to Huber-Mises, which are calculated according to the formula of mechanics of solid deformable body.Teeth with dowel core are located relative to the coordinate axes that the z axis coincides with the longitudinal axis of the tooth, the x-axis in a distal-medial direction (along the tooth row) and the y-axis in the oral-vestibular (in the perpendicular direction of the dentition).As a main evaluation criterion when comparing the stress-strain state of considered mathematical models of the system "dowel core- recovery single rooted tooth - lower jaw" should take the maximum values of equivalent stresses in the dowel core and the dentin of the root part of the tooth recoverable, arising from the action of the calculated values of functional loads , since exceeding these tension can cause destruction of the root of the tooth or core. As additional evaluation criteria appropriate to compare the maximum values of the equivalent stresses in the adjacent to the root portion of the restored tooth in the periodontium, cortical and trabecular layers of the jawbone. As a result of mathematical analysis of a model system “the root of the tooth, dowel core, crown” found that the horizontal component of the functional load and the combined effect of vertical and horizontal components of the load leads to the localization of fields of maximum values of equivalent stresses in the middle third of the pin of the dowel core from the vestibular or oral side, depending on the direction of the horizontal load. In cases where only the vertical component of the maximum load values of the equivalent stresses occur in the zone of junction of the coronal part of the dowel core to pin.The maximum values of the equivalent stresses in the restored tooth and the periodontal and dowel core arise under the combined action of the vertical component of the functional load from the horizontal, directed in the vestibular- lingual direction.The most dangerous area of the root of the tooth from the point of view of localization of maximum values of equivalent stresses is in the area of dentin adjacent to the end portion of the pin.When restoring the coronal portion of premolar using dowel core maximum values of the equivalent stresses in all structural components of the examined bone tissue does not exceed the corresponding values of ultimate strength, the presence and design of the dowel core significantly affect the values of the equivalent stresses in the dentin of the tooth root, and has almost no effect on stresses in the periodontal and bone tissues of the lower jaw; the localization of the fields of maximum values of equivalent stress on the surface of the root portion of the dentin in the tooth a healthy load corresponds to the location and the value of the equivalent stress tooth under load which restores; the most unfavourable loading is the combined effect of the vertical component of the functional load and the horizontal component, targeted in vestibular- lingual direction.