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在口腔医学领域，桩核修复用于加固弱根，但桩长和穿孔修复材料选择影响牙体应力分布。研究人员通过有限元分析（FEA）开展相关研究，发现长桩可降低牙本质和桩的应力，却增加穿孔处应力，Biodentine 更能增强牙齿结构稳定性，为临床治疗提供参考。
在口腔健康的领域中，牙齿就像坚固的 “小城堡”，守护着我们的饮食和美观。然而，经过牙髓治疗的牙齿，就像被 “削弱” 的城堡，由于材料的缺失，其牙本质的抵抗力下降，变得更加脆弱，容易出现骨折等问题。此时，桩核修复成为了 “拯救” 这些牙齿的重要手段，它能帮助保存牙齿结构，提升牙冠的固位力。但在这个过程中，桩的长度以及修复材料的选择却如同谜题，影响着牙齿内部应力的分布，而应力分布又与牙齿的抗骨折能力紧密相关。如果应力在某些区域过度积累，就如同在城堡的薄弱点施加过多压力，会大大增加牙齿界面之间粘结失败和骨折的风险。
以往研究发现，金属桩由于弹性模量比牙本质高，传递的应力更多，会加大牙齿出现裂纹和骨折的风险；相比之下，纤维桩凭借其较低的弹性，能促进咀嚼力更均匀地分布，减少牙根的应力，降低骨折风险，因此受到广泛青睐。但纤维桩的应力分布还受到桩的长度、直径和设计等多种因素影响，目前对于纤维桩的最佳长度尚无定论。同时，在临床操作中，选择不合适的桩尺寸、钻孔方向错误或操作时视野不佳等，都可能导致牙根穿孔，这无疑是给本就脆弱的牙齿 “雪上加霜”，进一步削弱了牙齿的抗骨折能力。
为了解开这些谜题，来自卡拉登兹技术大学（Karadeniz Technical University）的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《BMC Oral Health》上。
研究人员运用了有限元分析（FEA）技术，通过以下步骤进行研究：首先，利用 Materialise 3 - Matic 软件，基于真实牙齿的 CT 扫描数据和 Wheeler 牙科图谱，构建了下颌第一磨牙及其周围结构的三维模型。模型中，桩的长度分别设计为 4mm、6mm 和 8mm，模拟不同的临床情况，同时还创建了穿孔模型，穿孔位于远中根的中三分之一处，直径为 2mm。其次，研究设置了多个实验组和对照组，对照组包括非穿孔模型（分别使用 4mm、6mm 和 8mm 桩，即 CG4、CG6、CG8）以及未修复穿孔模型（P4/UR、P6/UR、P8/UR）；实验组则是使用 MTA 或 Biodentine 修复穿孔的模型（P4/MTA、P6/MTA、P8/MTA、P4/Biodentine、P6/Biodentine、P8/Biodentine）。最后，模型构建完成后，将其导入相关软件进行网格划分和收敛分析，确保结果的准确性，然后施加 100N 的力模拟咀嚼运动，分析模型中不同部位的最大 von Mises 应力值和应力分布情况。
研究结果如下：
- 收敛分析结果：通过逐步增加网格密度和时间步长进行分析，结果表明当模型元素超过 700,000 个，且时间步长超过 1,000 步时，分析结果趋于稳定，不会因网格质量或时间步长参数而受到影响。
- 模型中的最大应力和分布：
- 牙本质应力：对照组（非穿孔模型）的牙本质（整体牙齿）中 von Mises 应力值最低。修复后的模型（使用 MTA 或 Biodentine）应力值略低于未修复的穿孔模型。增加桩的长度能显著降低牙本质应力，8mm 桩的应力分布最为均匀。
- 桩的应力：穿孔模型中桩的最大 von Mises 应力值普遍高于对照组，且随着桩长增加而降低，8mm 桩的应力值最低。修复材料对桩的应力值没有明显影响。
- 穿孔区域应力：对照组穿孔区域的应力值低于穿孔模型。在穿孔模型中，P8/UR 模型的应力值最高，P6/Biodentine 模型的应力值最低。增加桩长会使穿孔区域的应力值从 6mm 增加到 8mm，且 8mm 桩时主要应力转移到根管下部。
- 皮质骨和牙周膜应力：皮质骨的应力值不受修复材料和桩长变化的影响。穿孔模型中牙周膜（PDL）的最大应力值略低于对照组，P8/Biodentine 模型在牙周膜中的应力积累最低。
研究结论和讨论：
本研究首次通过 FEA 评估了不同桩长和修复材料对穿孔修复后牙齿应力分布的影响。研究发现，虽然长桩（8mm）能降低牙本质和桩的最大应力值，使应力分布更均匀，但在存在穿孔等结构缺陷的情况下，会导致穿孔区域局部应力增加。穿孔区域的修复能有效降低牙本质和穿孔区域的应力。与修复材料相比，桩长对应力分布的影响更大，但 Biodentine 在穿孔区域的整体表现最佳。尽管皮质骨的应力值没有明显变化，但穿孔模型中较高的应力值使牙周膜所受应力略有降低，这得益于应力在穿孔区域和周围结构之间的分布。P8/Biodentine 模型在牙周膜中应力积累最低，这得益于长桩的机械支持和 Biodentine 内部应力积累的特性，减少了对牙周膜的直接载荷传递。
这项研究的意义重大，它为临床医生在设计穿孔牙修复策略时提供了重要的参考依据，强调了在考虑机械稳定性的同时，必须重视局部应力效应，为优化治疗方案、提高治疗效果奠定了理论基础。不过，该研究也存在一定局限性，如 FEA 结果可能因个体解剖差异而有所不同，研究中假设所有组织均为均匀结构，忽略了牙本质的各向异性等。未来的研究可进一步探讨桩材料、设计以及穿孔位置等因素对牙齿应力分布的影响，为口腔医学领域的发展提供更全面的理论支持 。
