Диссертация (1140509), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Затем было оценено состояние тканей пародонта, а именнораспределение напряжений в компактной пластинке альвеолы при разныхнагрузках на зуб и различной степени атрофии тканей пародонта. При этомвопросы прочности зуба не рассматривали, а композиционная конструкция зубабыла сведена к монолитной. Подобное допущение может быть реализовано,поскольку, как отмечалось выше, модули упругости эмали и дентина, приопределенных условиях работы, равны.Учитывая, что в процессе исследований нами получено значительноеколичество цифрового материала, который очень сложно привести приописании напряженно-деформированного состояния твёрдых тканей зуба ипародонта, мы решили все величины внутренних напряжений представить ввиде цветовой карты.
Картины напряженного состояния твёрдых тканей зуба ипародонта, которые были получены с использованием метода конечныхэлементов, и законы распределения напряжений иллюстрировались полямиразличных цветов. Каждое поле соответствовало определенному диапазонунапряжений (см. рисунок 3.35).78Для всех типов зубов и нагрузок была принята 10-ступенчатая градацияцветов в зависимости от необходимой точности получаемой картинынапряженно-деформированного состояния и сложности этой картины.Исследования состояния всех зубов при всех видах нагрузок выполнялипри одном и том же значении усилия – 10 кгс (100 Н), которое прикладывали научастке длиной 2,5 мм. С учетом особенностей использования метода конечныхэлементов эта распределенная нагрузка была представлена в виде совокупности5 сосредоточенных сил по 20 Н, приложенных в узлах сетки математическоймодели, на которую разбивали зуб.
Расстояние между узлами сетки непревышало 0,5 мм.Как показали предварительные исследования, подобный подход к выборувнешних сил правомерен, поскольку особенности приложения нагрузкиоказывают влияние на общую картину напряженного состояния на расстоянии,равном расстоянию между узлами. Таким образом, все погрешности,обусловленные схематизацией приложения нагрузки и заменой распределеннойнагрузки на ряд сосредоточенных сил, определяются в поверхностном слое,толщина которого равна расстоянию между узлами.Эксперименты с математическими моделями одно- и многокорневого зубапоказали, что максимальные значения эквивалентных напряжений отмечаютсяв поверхностном слое зуба в зоне приложения нагрузки и их величинапрактически постоянна для всех случаев нагружения. Наблюдающиесяотклонения обусловлены особенностями сетки разложения сил и разнымрасстоянием между узлами в различных зонах приложения сил в каждом случаенагружения.
Для сосредоточенной силы 100 Н они составляют 190–216 МПа, адля "распределенной" силы 5–20 Н равны 80–113 МПа.3.7. Результаты изучения упругонапряженных состояний в твёрдыхтканях интактных одно- и многокорневых зубов79Необходимость исследования напряжений и деформаций, возникающихпод действием нагрузки в одно- и многокорневых зубах обусловленазначительным разнообразием поражений эмали и дентина, так и количеством икачеством материалов и конструкций, восполняющих дефекты коронковойчасти зуба. Следует учитывать, что жевательные зубы имеют два и болеекорней, которые направлены под угломк коронке зуба и большеприспособлены к воздействию вертикальной жевательной нагрузки и меньше—кнагрузке,возникающейпридвиженияхнижнейчелюстивтрансверзальных и сагиттальном направлениях, чем однокорневые.
В силуанатомического строения, они могут выдержать значительно большую нагрузкукак опорные элементы коронковой части зубов при проведении лечения ипоследующего микропротезирования.В связи с этим возникает задача изучения напряжений в твёрдых тканяхинтактного зуба, а затем при их поражении кариесом по различным классамБлека,сиспользованиемразличныхматериаловсповышеннымиипониженными физическими свойствами по отношению к эмали. В процессеисследованиявсозданнойматематическоймоделимымоделировалистандартную нагрузку в 100 Н по режущей и жевательной поверхности одно- имногокорневого зуба, которую прикладывали строго по центру, затем в областисередины зуба и апроксимальной его поверхности в наивысшей точке.Расчет проводился при помощи метода конечных элементов в програмномкомплексе ANSYS.
При описании модели применялись конечные элементытипа Solid с промежуточными узлами (т.н. Midside nodes) для увеличенияточности результатов.Решение задачи проводилось в несколько этапов. На первом проводилиизучение упругонапряженных состояний интактных зубов, затем моделировалиполость зуба I класса по Блеку и исследовали напряжения в твёрдых тканях прихарактеристиках пломбировочного материала идентичных свойствам эмали. Навтором этапе изучали поведение твёрдых тканей зуба при применении80пломбировочного материала, превышающего прочность эмали на 30%.
Начетвертом прочность пломбировочного материала была на 30% меньшепрочностных свойств твёрдых тканей зуба. Учитывая, что в результатепроведенной работы получен значительный цифровой материал, анализисследованиябудетпредставленввидецветовойшкалыразличныхнапряжений.3.7.1. Результаты изучения упругонапряженных состояний твёрдыхтканей интактных однокорневых зубовИсследование напряжений в интакткных зубах при нагрузке в 100Нприложенное впо центру режущего края однокорневого зуба показало, чтораспределение в эмали и дентине носит симметричный характер с равномерноубывающими значениями от точки её приложения в эмали до дентина и тканейпародонта. Максимальное сжимающее напряжение определяется во всей толщикоронковой части эмали и дентина в точки её приложения до дентинноэмалевой границы со значениями до 57 МПа (рисунок 3.36).81Рисунок 3.36.
Распределение напряжений при нагрузке по центрурежущего края интактного однокорневого зуба.Распределение напряжений в эмали от точки приложения нагрузки быстрокомпенсируется рядом лежащими слоями эмали до середины пришеечной частидентина от 18 МПа до 6 МПа. На границе перехода эмали в дентин напряжениясоставляют до 6 МПа, значения которых симметрично уменьшаются понаправлению от коронковой части дентина 4 МПа до дентина корневой эмалисо значениями до 1 МПа после перехода дентина в ткани пародонта. Нарисунке 3.37 показан график изменений напряжений в зависимости от временидействия нагрузки.Рисунок 3.37.
График распределения напряжений в зависимости отвремени действия и точки приложения нагрузки параллельно вертикальной осизуба.Анализрезультатовкартинраспределениянапряженийнаапроксимальную часть режущей поверхности резца (рисунок 3.38) показал, чтораспределения носят несколько иной характер чем в первом случае.82Рисунок 3.38. Распределение напряжений при нагрузке наапроксимальную поверхность интактного однокорневого зуба.Максимальные эквивалентные значения напряжений в точке контактасоставляют 64,2 МПа, которые ассиметрично распределяются по эмали идентину коронковой части зуба и полностью компенсируются слоями эмали идентина. На дентинно-эмалевой границе напряжения доходят до 20 МПа,которые затем равномерно и ассиметрично распределяются поубывающей подентину коронки и корню зуба до 1,7 МПа в зоне тканей пародонта.Распределение напряжений в этом случае определяется эксцентреситетомнагрузки, который во обоих случаях носит компенсированный характер.
Нарисунке 3.39 показан график распределения наиболее нагруженной области взависимости от времени действия.83Рисунок 3.39. График распределения напряжений в зависимости отвремени действия и точки приложения нагрузки параллельно вертикальной осизуба.Анализ результатов исследования напряжений в интактных зубах показал,что максимальное эквивалентное распределение напряжений локализуется втолще эмали и носит точечный в месте приложения нагрузки, котораяравномерно распределяется как по соседним рядом лежащим слоям эмали, таки в сторону дентинно-эмалевой границы коронковой части зуба. Распределениенапряжений в дентине также носит равномерно убывающий характер понаправлению от точки контакта с эмалью до коронковой и корневой частейдентинактканямпародонта,которымиполностьювсенапряжениякомпенсируются. Направление распределения напряжений определяется точкойприложения нагрузки, временем её действия и величиной.
Чем дальше отвертикальной оси зуба приложена нагрузка и чем дольше она действует, тембольше смещаются напряжения в твёрдых тканях зуба относительновертикальной оси зуба.3.7.2. Результаты изучения упругонапряженных состоянийтвёрдыхтканей интактных двухкорневых зубов84Расчетная схема нагружений математической модели, действующая поцентру двухкорневого зуба, показана на рисунке 3.40.Рисунок 3.40.
Расчетная схема нагружения, приложенная по центрудвухкорневого зуба.Исследование напряжений в интакткных зубах (рисунок 3.41) принагрузке в 100Н приложенное в межбугорковом соединении показало, чтораспределение в эмали и дентине носит симметричный характер с равномерноубывающими значениями от точки её приложения в эмали до дентина и тканейпародонта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
