重度に湾曲したh型管を有する下顎第一小臼歯の破壊挙動に及ぼすキャビティデザインの影響

Influence of Cavity Designs on Fracture Behavior of a Mandibular First Premolar with a Severely Curved h-shaped Canal.

抄録

はじめに:

本研究では，拡張有限要素法を用いて，重度に湾曲したh字型管を有する下顎第一小臼歯の破壊挙動を調べることを目的とした．

INTRODUCTION: This study aimed to investigate the fracture behavior of a mandibular first premolar with a severely curved h-shaped canal using the extended finite element method.

研究方法:

マイクロコンピュータ断層撮影データをもとに，無傷の歯，歯内保存腔（CEC），歯内保存修復腔（MCEC），歯内保存修復腔（TEC）のモデルを作成した．すべてのモデルに600Nの総荷重を接触部に垂直にかけた。最大主応力の分布を記録した。エナメル質と象牙質のクラックの進展を，拡張有限要素法を用いてシミュレーションした．

METHODS: Following the micro-computed tomographic data, models of the intact tooth, the conservative endodontic cavity (CEC), the modified conservative endodontic cavity (MCEC), and the traditional endodontic cavity (TEC) were created. All models were subjected with a total load of 600 N perpendicularly to the contact areas. The distributions of maximum principal stress were recorded. The evolution of cracks in the enamel and dentin was simulated with the extended finite element method.

結果:

無傷の歯は，最も高い亀裂発生荷重を示し，最も小さい応力集中領域を示した。CECおよびMCECは，TECに比べてクラック発生荷重が高く，応力集中領域が小さかった。咬合面では，遠位窩と空洞の遠位縁に引張応力が集中していた。歯根部では，すべてのモデルで中舌側に応力が集中し，CECでは分岐部の内面に集中した。クラックは遠位窩の頬側から発生し、エナメル質に限定してマイクロクラックが形成され、さらに骨レベル以下の象牙質にもクラックが発生した。

RESULTS: The intact tooth showed the highest crack initiation load and the smallest stress concentration area. The CEC and MCEC showed higher crack initiation loads and smaller stress concentration areas compared with the TEC. On the occlusal surface, tensile stress was centralized around the distal fossa and the distal margins of cavities. In the root, the stress was concentrated at the mesiolingual side for all models and at the internal surface on the bifurcation section for the CEC. Cracks originated at buccal side of the distal fossa and microcracks were formed confined to the enamel, and then cracks occurred in the dentin below the bone level.

おわりに:

大きく湾曲したH型管を有する下顎第一小臼歯において，MCECはCECと同等の破壊抵抗を維持し，分岐部の応力集中を低減した．破断はエナメル質に始まり，遠位窩の頬側にマイクロクラックを形成し，その後象牙質に修復不能な破断を生じた。

CONCLUSIONS: For the mandibular first premolar with a severely curved h-shaped canal, the MCEC preserved the fracture resistance equally as well as the CEC and reduced the stress concentration on the bifurcation section. The fracture initiated in the enamel, forming microcracks on the buccal side of the distal fossa and then occurred as an irreparable fracture in the dentin.