牙体组织疲劳损伤机理研究

牙齿作为特殊的生物复合材料，疲劳裂纹的萌生位置，扩展形式及在牙釉质、牙本质、牙骨质等不同生物材料中的扩展形式均是目前医学领域中的研究空白。本研究运用疲劳断裂力学的研究方法，综合考虑各种影响因素，在仿生的条件下对牙体组织不同部位和方向的疲劳极限进行测量分析，得出疲劳数据。同时在原有缺陷存在时对牙齿进行仿真实验分析，将疲劳试验、软件模拟分析和临床意义有机结合，研究疲劳裂纹的萌生,扩展及断裂趋势，揭示牙体组织的疲劳损伤机理，探讨消除疲劳裂纹损伤的方法，预测不同口腔载荷情况下牙齿的寿命，指导临床实践。牙齿作为一种典型的生物复合材料，对其内损伤进行研究，可以为目前比较热门的生物复合材料研究开发提供一定的理论支持，同时可以为牙齿等医用生物材料的研发提供重要的力学性能考核方法。

针对牙齿生物材料疲劳裂纹的萌生位置及在牙釉质、牙本质、牙骨质等不同生物材料中的扩展形式均是目前医学领域中的研究空白。本课题运用疲劳断裂力学的研究方法，综合考虑各种影响因素，在仿生的条件下对牙体组织不同部位和方向的疲劳极限进行测量分析。同时在原有缺陷存在时对牙齿进行仿真实验分析，将疲劳试验、软件模拟分析和临床意义有机结合，研究疲劳裂纹的萌生,扩展及断裂趋势，揭示牙体组织的疲劳损伤机理，探讨消除疲劳裂纹损伤的方法，预测不同口腔载荷情况下牙齿的寿命，指导临床实践根据牙齿结构的复杂性；利用三点弯曲、拉伸和压缩试验对牙齿不同部位的疲劳强度进行检测；在此基础上利用有限元软件建造牙齿模型分析牙尖斜度对牙齿内部应力分布以及裂纹扩展路径的影响。通过对牙体硬组织疲劳强度的测定得出牙齿疲劳强度随着深度的增加而降低；分析静态载荷下，当隐裂上颌第一磨牙近颊尖的牙尖斜度超过43°时，其裂纹前端的应力显著增大。随着牙尖斜度的增大，挤压程度降低，直至消失。随着牙尖斜度的增大，隐裂上颌磨牙的裂纹向颊侧偏移的趋势更加明显。在动态载荷条件下，模拟一个咀嚼周期确定五个载荷步，在一个咀嚼周期内，以垂直载荷施加于腭尖斜面时牙齿内部的应力最大；裂纹宽度有一个增大，减小，再增大的过程，牙尖斜度越大，其宽度越大