上颌前牙排列位置对全口义齿基托下支持组织应力分布的影响

上颌前牙排列位置对全口义齿基托下支持组织应力分布的影响

口腔颌面修复学杂志２００７年１月第８卷第１期

ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＲＯＳＴＨＯＤＯＮＴＩＣＳＪＡＮＵＡＲＹ２００７ＶＯＬ．８ＮＯ．１

论著

上颌前牙排列位置对全口义齿基托下支持组织应力分布的影响*

白乐康

周

秦

杨

菲

吴茫茫

【摘要】目的：探讨上前牙排列的位置对全口义齿基托下支持组织应力分布的影响。方法：构建三种前牙排列位置的上颌全口义齿及支持组织的有限元模型，分别行４种咬合形式加载，分析全口义齿基托下支持组织的应力分布状况。结果：在前牙、双侧后牙、全牙列加载时，基托下支持组织的最大压应力区，分别位于唇系带切迹区、后牙槽嵴顶区、后牙槽嵴顶区及唇系带切迹区。随前牙排列位置的前移，基托下各支持组织区应力值呈增大或减小变化。结论：上前牙排列位置对全口义齿基托下支持组织应力状况产生影响，全牙列加载及前牙加载，在牙槽嵴唇侧唇系带切迹区承受较大的压应力。

关键词：义齿，全口；无牙颌；前牙排列；支持组织；有限元法

［中国图书分类号］Ｒ７８３［文献标识码］Ａ［文章编号］１００９－３７６１（２００７）０１－００１８－０３

Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆａｎｔｅｒｉｏｒｔｅｅｔｈａｌｉｇｎｍｅｎｔｏｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｉｓｓｕｅｓｕｎｄｅｒｍａｘｉｌｌａｒｙｃｏｍｐｌｅｔｅｄｅｎｔｕｒｅｂａｓｅ

ＢＡＩＬｅ－ｋａｎｇ，ＺＨＯＵＱｉｎ，ＹＡＮＧＦｅｉ，ＷＵＭａｎｇ－ｍａｎｇ．（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｒｏｓｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ，ＳｔｏｍａｔｏｌｏｇｉｃａｌＨｏｓｐｉｔａｌ，Ｘｉ′ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｘｉ７１０００４，Ｃｈｉｎａ）

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆａｎｔｅｒｉｏｒｔｅｅｔｈａｌｉｇｎｍｅｎｔｏｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅｄｅｎｔｕｌｏｕｓ

ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｉｓｓｕｅｓｕｎｄｅｒｍａｘｉｌｌａｒｙｃｏｍｐｌｅｔｅｄｅｎｔｕｒｅｂａｓｅ．Ｍｅｔｈｏｄｓ：Ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｍａｘｉｌｌａｒｙｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｉｓｓｕｅｓａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｄｅｎｔｕｒｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｅｒｉｏｒｔｅｅｔｈａｌｉｇｎｍｅｎｔａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｄｅｎｔｕｌｏｕｓｔｉｓｓｕｅａｒｅａｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏａｄｉｎｇ．Ｒｅｓｕｌｔｓ：Ｕｎｄｅｒａｎｔｅｒｉｏｒｔｅｅｔｈｌｏａｄｉｎｇ，ｂｉｌａｔｅｒａｌｐｏｓｔｅｒｉｏｒｔｅｅｔｈｌｏａｄｉｎｇａｎｄｆｕｌｌｔｅｅｔｈｌｏａｄｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｐｅａｋｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓａｐｐｅａｒｅｄｉｎｌａｂｉａｌｆｒｅｎｕｍｎｏｔｃｈｚｏｎｅ，ｐｏｓｔｅｒｉｏｒａｌｖｅｏｌａｒｒｉｄｇｅｚｏｎｅａｎｄｐｏｓｔｅｒｉｏｒａｌｖｅｏｌａｒｒｉｄｇｅａｎｄｌａｂｉａｌｆｒｅｎｕｍｎｏｔｃｈｚｏｎｅｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅｄｅｎｔｕｌｏｕｓｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｉｓｓｕｅｓｖａｒｉｅｓｖａｒｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆａｎｔｅｒｉｏｒｔｅｅｔｈｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：Ｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｔｅｒｉｏｒｔｅｅｔｈｐｏｓｉｔｉｏｎｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｉｓｓｕｅｓｕｎｄｅｒｄｅｎｔｕｒｅｂａｓｅ．Ｕｎｄｅｒｆｕｌｌｔｅｅｔｈａｎｄａｎｔｅｒｉｏｒｔｅｅｔｈｌｏａｄｉｎｇ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｗａｓｉｓｈｉｇｈｅｒｉｎｌａｂｉａｌｆｒｅｎｕｍｎｏｔｃｈｚｏｎｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｎｔｕｒｅ，ｃｏｍｐｌｅｔｅ；ｅｄｅｎｔｕｌｏｕｓｊａｗｓ；ａｎｔｅｒｉｏｒａｌｉｇｎｍｅｎｔ；ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｉｓｓｕｅｓ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ

在无牙颌患者就诊人群中，常常可见到２种情况：一是无牙上下颌前部牙槽嵴呈不同程度的反牙合关系；一是戴用全口义齿过久，上颌前部呈现松软牙槽

＊基金项目：陕西省科学技术研究发展计划（攻关）项目

（基金编号２００４Ｋ１６－Ｇ１）

白乐康

通讯作者主任医师

周

秦

西安交通大学口腔医院修复科教授

陕西

嵴。对这类患者如何进行人工牙排列定位？人工牙排列的位置对无牙颌组织有何影响？本文拟建立不同前牙排列位置全口义齿及支持组织的有限元模型，探讨载荷下人工牙排列位置，与基托下支持组织应力分布间的关系，为有效的保存无牙颌组织健康提供基础资料。

７１０００４

主治医师

陕西

西安交通大学口腔医院修复科

１．材料与方法

根据文献资料［１，２］选取标准无牙颌患者１例，在制取的无牙上颌模型上完成３种不同前牙位置排列的全口义齿，前牙排列的定位分别为１＃全口义齿：上中切牙唇面至切牙乳突中点８ｍｍ，上尖牙的唇面与腭皱的侧面距１０．５ｍｍ，上侧切牙参照中切牙、尖牙位

７１０００４

杨

菲

西安交通大学口腔医院修复科

硕士生

陕西

７１０００４

吴茫茫

西安交通大学口腔医院修复科

硕士生

陕西

７１０００４

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上颌前牙排列位置对全口义齿基托下支持组织应力分布的影响

口腔颌面修复学杂志２００７年１月第８卷第１期

ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＲＯＳＴＨＯＤＯＮＴＩＣＳＪＡＮＵＡＲＹ２００７ＶＯＬ．８ＮＯ．１

置排列。２＃、３＃全口义齿：上中切牙唇面至切牙乳突中点分别为１０ｍｍ、１２ｍｍ，上侧切牙、尖牙分别向唇侧平移２ｍｍ、４ｍｍ。３种全口义齿尖牙顶连线，均与切牙乳突后缘平齐。

采用模型磨切、断面扫描与三坐标仪表面测量相结合的方法，获取上颌全口义齿及无牙颌的数据资料。应用３Ｄ－Ｄｏｃｔｏｒ图像处理系统、Ａｎｓｙｓ分析系统，分别构建３种不同前牙排列位置１＃、２＃、３＃全口义齿及支持组织的三维实体模型及有限元模型。

边界条件的设定为将模型与上颌骨内、外、后壁及鼻中隔相连处的节点给以刚性约束，即限制Ｘ、Ｙ、

值。随前牙排列位置的前移，除前牙加载时后牙槽嵴顶区外，其它区应力值均逐渐加大。

３．讨论

３．１不同前牙排列位置基托下支持组织的应力分布状况

３．１．１前牙加载前牙加载时，前牙承受咬合力

且力沿基托传导至支持组织，在唇系带切迹区域呈现较大的压应力，其次为前牙槽嵴顶区、上腭区，后牙槽嵴顶区压应力值较小。口腔支持组织受力的特点为：颌弓前区压应力值大于颌弓后区。随着上前牙排列位置的前移，切迹区、前牙槽嵴顶区、上腭区应力值均呈增大的趋势，且３＃模型较２＃模型值增幅较大。在后牙槽嵴顶区应力值呈较小趋势。

Ｚ３个方向的自由度。本实验假设各种材料为各向同性、连续均匀的线弹性材料，分别选取基托、黏膜、骨组织的弹性模量和泊松比为力学参数。实验中采用节点静态加载，前牙加载方向与牙长轴呈２６°角，后牙加载方向垂直于舌尖的颊斜面，加载力取全口义齿患者各牙位平均牙合力实测值，具体见参考文献［３］。主要观察和分析不同加载时，全口义齿基托下支持组织应力分布状况。

３．１．２双侧后牙加载双侧后牙加载时，牙合力的

主要承载区由前牙区移到后牙区。从颌弓各区压应力值大小看，后牙槽嵴顶区力值最大，其次为上腭区，唇系带切迹区、前牙槽嵴顶区应力值均较小。口腔支持组织的受力特点为：颌弓后区的应力值大于颌弓前区。随着上前牙排列位置的前移，支持组织各区应力值均呈增大趋势，但１＃、２＃、３＃模型间比较值增幅均较小。

２．结果

对１＃、２＃、３＃上颌全口义齿及支持组织的有限元模型分别行前牙加载、双侧后牙加载、全牙列加载，计算和统计基托下唇系带切迹区、前部牙槽嵴顶区、上腭区、后部牙槽嵴顶区等支持组织区域压应力值，分别见表１－表３。

表１模型

前牙加载时基托下支持组织压应力值（单位：唇系带切迹区

前牙槽嵴顶区

上腭区

３．１．３全牙列加载全牙列加载时，前后牙列区

同时承受咬合力。后牙槽嵴顶区应力值最大，唇系带切迹区、前牙槽嵴顶区、上腭区也呈现较大的应力值。口腔支持组织受力的特点为：全颌弓区均承受较大的压应力。随着上前牙排列位置的前移，支持组织各区应力值呈增大趋势，唇系带切迹区应力值增幅相对较大，尤其是３＃模型。

Ｎ／ｍｍ２）０．４７２０．４３４０．３９５Ｎ／ｍｍ２）３．９４７３．９６０３．９７４Ｎ／ｍｍ２）３．９９５４．０１６４．０２３

后牙槽嵴顶区

１＃２＃３＃

２．７１４３．０４９３．５６３

２．００９２．０４１２．３５７

０．７０９０．７５３０．９９５

３．２人工牙排列位置与无牙颌组织保健牙槽骨

是全身改建最活跃的骨组织，具有受压迫吸收、受牵引增生的特性。当牙齿存在时，牙槽骨通过合理排列的骨小梁而感受应力。牙缺失后，由于咀嚼功能的降低或丧失，牙槽骨缺乏足够的功能刺激而发生骨吸收。牙槽嵴的持续性吸收与骨质代谢和全身健康状况有关，也与义齿修复与否及修复效果好坏有关。戴用全口义齿后，牙合力通过义齿基托传递至无牙颌支持组织上，牙合力的传递包括大小、方向、分布、频率及持续时间等。在牙合力作用下，无牙颌支持组织所产生的骨效应与无牙颌的解剖形态、义齿的设计与制作质量，包括牙排列位置、牙尖斜度、咬合接触形式、义齿的可适性等关系密切［３，速牙槽嵴的吸收。

４］

表２双侧后牙加载时基托下支持组织压应力值（单位：模型

唇系带切迹区

前牙槽嵴顶区

上腭区

后牙槽嵴顶区

１＃２＃３＃表３模型

０．７８４０．８０１０．８８３

０．６９６０．７０１０．７３２

１．５５１１．６５９１．７５６

全牙列加载时基托下支持组织压应力值（单位：唇系带切迹区

前牙槽嵴顶区

上腭区

后牙槽嵴顶区

１＃２

＃

２．９２６３．０６３３．６７８

２．３９６２．４３３２．４７８

２．０２２２．０５３２．１７９

３＃

从表中可以看出：前牙加载时唇系带切迹区、双侧后牙加载时后牙槽嵴顶区应力值较大。全牙列加载时后牙槽嵴顶区应力值较大，其它区也呈现较高应力

。过度的承荷和过大的侧

向力，可使组织产生创伤和血液循环发生障碍，而加

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上颌前牙排列位置对全口义齿基托下支持组织应力分布的影响

口腔颌面修复学杂志２００７年１月第８卷第１期

ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＲＯＳＴＨＯＤＯＮＴＩＣＳＪＡＮＵＡＲＹ２００７ＶＯＬ．８ＮＯ．１

比较无牙颌支持组织各区在不同加载时的应力值大小。唇系带切迹区：全牙列加载＞前牙加载＞双侧后牙加载；

前牙槽嵴顶区：全牙列加载＞前牙加

后牙槽嵴顶区：全牙列加载＞

载＞双侧后牙加载；上腭区：全牙列加载＞双侧后牙加载＞前牙加载；

双侧后牙加载＞前牙加载。以上比较结果可以看出，前牙加载，无牙颌前部支持组织有较大压应力效应。双侧后牙加载，无牙颌后部支持组织有较大压应力效应。全牙列加载，无牙颌整个支持组织区较前两者有更大的压应力效应。比较不同前牙排列位置时，无牙颌支持组织各区的应力值大小，随上前牙排列位置的前移，以上组织各区压应力效应更加明显。

根据颌骨的结构特点，上颌骨外侧骨板较内侧骨板疏松，上颌牙槽嵴吸收的方向呈向上向内，外侧骨板较内侧骨板吸收明显，结果为上颌颌弓吸收后变小。在全牙列加载及前牙加载时，在前牙槽嵴唇侧唇系带切迹区（非主承托区）呈现较高的压应力值，且随前牙位置的前移有加大的趋势，值得临床关注。

剩余牙槽嵴吸收是口腔修复过程中面临的难题之一，也是很多修复体失败的一个重要原因。牙列缺失

后，在为患者制作全口义齿的过程中，应充分地了解无牙颌各区组织的解剖生理特点及与全口义齿修复之间的关系。对人工牙排列的位置、构建的咬合接触面积、接触状态，以及在不同颌位受力时，有可能对支持组织产生的应力效应进行精心的设计和分析，避免只重视义齿本身的修复效果而忽视组织保健的临床倾向。

参考文献

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（收稿日期：２００６－１０－２０）

（上接第４９页）

载荷下的颈部的微动，螺纹的螺距对垂直相对位移有影响，对水平相对位移影响不大。随着螺距的减小，可以增加种植体垂直向的初期稳定性。水平加载时，螺纹的螺距对颈部微动影响不明显。

参考文献

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ＳｕｌＹＴ，ＪｏｈａｎｓｓｏｎＣＢ，ＪｅｏｎｇＹ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｏｎａｎｃｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｒｅｍｏｖａｌｔｏｒｑｕｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｍｐｌａｎｔｓｗｉｔｈｔｕｒｎｅｄａｎｄａｎｏｄｉｚｅｄｓｕｒｆａｃｅｏｘｉｄｅｓ［Ｊ］．ＩｍｐｌａｎｔｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２００２，１３：２５２－２５９［２］［３］

ＳｋａｌａｋＲ．Ｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓｉｎｏｓｓｅｏｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｐｒｏｓｔｈｅｓｅｓ［Ｊ］．ＪＰｒｏｓｔｈｅｔＤｅｎｔ，１９８３，４９（６）：８４３－８４８ＳｃａｃｃｈｉＭ．ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＩＴＩＤＥＮＴＡＬＩＭＰＬＡＮＴＳＹＳＴＥＭ．Ｐａｒｔ１：Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．ＣｌｉｎＯｒａｌＩｍｐｌａｎｔｓＲｅｓ，２０００，１１Ｓｕｐｐｌ：１８－２１［４］

ＮｏｃｉｔｉＦＨＪｒ，ＭａｃｈａｄｏＭＡ，ＳｔｅｆａｎｉＣＭ，ｅｔａｌ．Ａｂｓｏｒｂａｂｌｅｖｅｒｓｕｓｎｏｎａｂｓｏｒｂａｂｌｅｍｅｍｂｒａｎｅｓａｎｄｂｏｎｅｇｒａｆｔｓｉｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｌｉｇａｔｕｒｅ－ｉｎｄｕｃｅｄｐｅｒｉ－ｉｍｐｌａｎｔｉｔｉｓｄｅｆｅｃｔｓｉｎｄｏｇｓ：ａｈｉｓｔｏｍｅｔｒｉｃｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｔＪＯｒａｌＭａｘｉｌｌｏｆａｃＩｍｐｌａｎｔｓ，２００１，１６（５）：６４６－６５２．［５］

Ｓｅｎｎｅｒｂｙ

Ｌ，

Ｗｅｎｎｅｒｂｅｒｇ

Ａ，

Ｐａｓｏｐ

Ｆ．

Ａ

ｎｅｗ

ｍｉｃｒｏｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｎｏｎ－ｉｎｖａｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｏｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｒｏｕｎｄｉｍｐｌａｎｔｓ［Ｊ］．ＣｌｉｎＯｒａｌＩｍｐｌａｎｔｓＲｅｓ，２００１，１２（１）：９１－９４

ＣｌｉｎｉｃａｌＯｒａｌ

［９］

Ｅｋｉｔａｍｕｒａ，ｒｓｔｅｇａｒｏｉｕ，ｓ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍａｒｇｉｎａｌｂｏｎｅｒｅｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎｓｔｒｅｓｓａｒｏｕｎｄａｎｉｍｐｌａｎｔ－ａｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｒａｌＲｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ，２００５，３２：２７９－２８６

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ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｉｍｐｌａｎｔｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｖｉｖｏ．Ａｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌａｎｄｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｕｄｙｏｆｒｅｓｏｎａｎｃｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｎｉｍｐｌａｎｔｓｉｎｔｈｅｅｄｅｎｔｕｌｏｕｓａｎｄｐａｒｔｉａｌｌｙｄｅｎｔａｔｅｍａｘｉｌｌａ［Ｊ］．ＣｌｉｎＯｒａｌＩｍｐｌａｎｔｓＲｅｓ，１９９７，８（３）：２２６－２３３

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（收稿日期：２００６－０９－２９）

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