發布時間:2011-10-18 共1頁
一、應力和應力疲勞概念
應力:物體在沒受外力作用時,其內部各質點之間存在著相互作用,相互平衡的內在力,以保持各質點之間的相對位置。不同的物質,質點代表的內容不同。當外力作用時,物體內部各質點之間位置要發生改變,相互作用的內在力量也在發生改變。這種內力變化的量,材料力學稱為“內力”。物體受力過程中,任何一瞬間單位截面積上受到的力,稱為應力(stress)。應力是內力在截面積上的密集程度。應力是有方向的(矢量),分為拉應力(正值、正應力)、壓應力(負值、負壓力)和剪切力。幾何形狀的突變處或幾種材料的交界處單位截面上,應力急劇增大的現象稱為應力集中。常用應力集中系數(K)表示應力集中的程度。
應力疲勞:物體在受交變應力的作用下發生的破壞的現象稱為疲勞(fatigue),造成疲勞破壞最主要的因素是應力集中。任何材料或構件的內部都不可避免有缺陷或微細裂紋,當材料接受的作用力的大小和方向隨著時間周期性地發生改變、交替作用時,材料內部每一次的應力并不大,但長時間反復發生的微小損傷(疲勞損傷)可以積累,可以使材料內部原有的微細裂紋擴張,最終發生疲勞斷裂。
二、牙硬組織承受咀嚼牙力時的應力分布和應力疲勞
咀嚼壓力又稱咬合壓力。牙齒在萌出并與對頜牙接觸后開始承受咀嚼壓力。生理情況下,正常人在咀嚼與吞咽時,牙齒接觸的總時間為17.5―20分鐘,咀嚼速率為每分60-80次循環。牙齒受力后應力分布情況以下第一恒磨牙為例,應力集中部位依次為根分歧部一牙頸部一根尖部;受力的部位和方向影響應力及其分布:通過牙齒的生理中心的力為壓應力、應力值小、分布均勻,因而對牙體組織危害較小:當加力與牙長軸呈一定角度時,根尖區應力值隨傾斜角度增大而增加,并可產生拉應力,且分布不均勻;加力點偏離牙齒生理中心時,根尖部可產生較大的壓應力和拉應力。在長期行使咀嚼功能的過程中,牙體硬組織反復而持續地接受交變應力必然發生應力疲勞,出現細微損傷、微裂甚至斷裂。
三、應力疲勞性牙齒疾病的病因診斷與防治(舉5例)
1.咬合面病理性磨損(abrasion)
臨床表現:咬合面水平磨損、頰舌尖磨損,近遠中尖磨損以及咬合面呈凹型磨損病因診斷:三維有限元分析計算(強大的后處理功能的MSC.PATRAN有限元分析程序):研究選擇模型內部的VonMises應力,(MaxPrincipal),壓應力(MinPrincipal)和拉應力(MaxPrincipal)通過有限元分析計算分析了不同磨損類型應力的最大值和應力集中部位的變化。在拉應力集中的部位較容易引起牙齒結構的破壞,即使是壓應力,在應力集中的部位也可使該處的組織提前達到其破壞強度值,從而形成破壞裂紋。
治療原則:對癥治療、咬合調整、修復咬合面形態、提高咀嚼效能(臨床資料)
2.楔狀缺損(wedge-shapeddefect)
病因診斷:
離體牙實驗:橫刷牙、酸蝕和應力疲勞因素單獨作用時牙頸部可以形成少量缺損,差異無顯著性;三種因素聯合持續作用時,其致損的速度和缺損深度明顯增加,缺損呈楔形;研究結果證明模擬咬合力在聯合致實驗性楔狀缺損的過程中起了重要的作用;實驗性楔狀缺損區即應力集中部位的牙本質和釉質的顯微硬度顯著降低,掃描電鏡下觀察到應力集中部位的牙本質剖面上與受力方向一致的多種類型的微細裂紋和損傷,即應力疲勞性損傷-內部碎裂(abfracture)。
臨床研究:青年人個別楔狀缺損患牙必定有咬合干擾;中、老年人患病情況的調研表明楔狀缺損與牙齒咬合面磨損程度和功能動度呈正相關,牙齒受咀嚼壓力越大,楔狀缺損患病越重:光合法分析楔狀缺損的最好發牙第一前磨牙咬合接觸強度最高;楔狀缺損患牙側方運動工作側的咬合干擾發生率高于未患牙齒,偏側咀嚼者患楔狀缺損的危險性是無偏側咀嚼者的1.5倍等。臨床研究結果證實楔狀缺損的患病與咬合力的增加和積累關系密切,與患牙承受水平咬合力和創傷咬合力關系密。
治療原則:缺損的充填。對癥治療、咬合調整(臨床資料)
3.牙隱裂(incompletelyfracturedtooth)
病因診斷、臨床證據:硬組織缺陷、牙尖高陡、創傷性咬合。
治療原則:對癥治療、咬合調整、防止劈裂(臨床資料)。
4.牙根橫折(rootfractureduetOocclusaltrauma)
病因診斷光合應力分析:上第一磨牙,牙根分叉顯著,在正中咬合時,腭根受力最大;當側方和非工作側有咬合干擾時,腭根頸1/3與中1/3交界處應力值最大。
臨床證據:根折患牙在出現癥狀前為承擔咀嚼力的主要牙齒,側方咬合非工作側有明顯的咬合干擾,發生根橫折部位正是側方咬合非工作側咬合應力值最大處。
治療原則:對癥治療、折斷根處理、咬合調整、均衡咬合力負擔(臨床資料)。
5.牙根縱裂(VerticalrootfracturesOfuntreatedtooth)
病因診斷:光合應力分析:26例根縱裂患者的光§法應力分析表明全口接觸合力分布極不均勻,患牙的接觸合力最大,且接觸合力較大者根縱裂程度也較重。有限元應力分析:下第一恒磨牙模型,接受頰一舌向水平力作用時,所產生的應力分布不均,在根尖區出現較大的壓應力和較大的拉應力;遠-近中水平加力,在根尖區產生的拉應力值最大,近中根的頰舌側根管壁出現了較大的拉應力。
臨床證據:根縱裂患者口腔內常見鄰牙或對側牙患病或缺失,患側牙齒負擔過重的情況。
患牙形態的異常改變,如磨損不均或高陡牙尖等,如下磨牙遠中磨損重而近中邊緣嵴高陡、上磨牙頰尖或下磨牙舌尖高陡時,行使咀嚼功能時患牙受到的是遠-近中向的水平力或頰一舌向水平力作用。
縱裂的患根大多為近中根或近中頰根,縱裂大多發生在在近中根的頰舌側根管壁,開始自根尖部。
治療原則:對癥治療、除去縱裂患根,盡量保留部分患牙、
咬合調整、均衡咬合力負擔(臨床資料)。