نشریه علمی مهندسی پزشکی زیستی
Iranian Journal of Biomedical Engineering (IJBME)

بررسی تاثیر سطح مقطع کانال و ضخامت عاجی بر تنش‌های وارده به عاج دندان با استفاده از روش المان محدود

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

محسن پارسائیان 1
یاسین اسلامی مهدی‌آبادی 2
محمد جعفری گلویک 3
محمدمهدی جلیلی 4
مریم کاظمی‌پور 5

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده‌ی مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 دانشجوی کارشناسی، دانشکده‌ی مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

3 استادیار، گروه جامدات و ساخت، دانشکده‌ی مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

4 دانشیار، گروه دینامیک و کنترل، دانشکده‌ی مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

5 دانشیار، گروه اندو، دانشکده‌ی دندان‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی، یزد، ایران

https://doi.org/10.22041/ijbme.2024.2029819.1901
چکیده
مبحث تعیین نحوه‌ی توزیع تنش­های ایجاد شده در عاج دندان در سطح مقطع­های مختلف کانال‌های درمان ریشه شده به منظور کاهش فشار وارده بر عاج دندان و مواد پرکننده، مورد علاقه‌ی بسیاری از محققان در زمینه‌ی دندان‌پزشکی است. در این پژوهش تاثیر ابعاد کانال‌های بیضوی، دایروی، ساعت‌شنی و کلیوی شکل در دندان‌های پرمولار و قدامی بر تنش­های ایجاد شده در اجزای دندان ترمیم شده بررسی شده است. برای این منظور اجزای چهار دندان مشخص شده پس از اسکن سه‌بعدی در نرم‌افزار سالیدورکس مدل­سازی شده است. سپس کانال‌هایی با سطح مقطع بیضوی، دایروی، ساعت‌شنی و کلیوی شکل با سه ضخلمت عاجی مختلف در دندان‌های متناظر آن ایجاد شده و سپس تحت تاثیر نیروی ناشی از جویدن در داخل نرم‌افزار آباکوس به روش اجزای محدود مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. با استفاده از این مدل‌ها، تنش در دیواره‌ی دندان و هم‌چنین در مواد پرکننده برای ابعاد مختلف تمام کانال‌ها محاسبه گردیده است. نتایج شبیه‌سازی نشان داده که بیش‌ترین تنش در قسمت باکال دندان‌ها رخ داده است. هم‌چنین مقایسه‌ی تنش­های موجود در دیواره‌ی دندان‌ها نشان داده که با افزایش اندازه‌ی کانال وکاهش ضخامت عاج ریشه، میزان تنش وارده به دیواره‌ی دندان‌ها افزایش یافته و در نتیجه دندان‌ها در مدت زمان کوتاه­تری آسیب دیده و شکسته می­شوند.

کلیدواژه‌ها

آنالیز اجزای محدود
درمان ریشه‌ی دندان
توزیع تنش
ضخامت جداره‌ی کانال
سطح مقطع کانال

موضوعات

عنوان مقاله English

The Effect of Canal Cross-Section and Dentinal Thickness on the Stress Distribution in Root Dentin using the Finite Element Method

نویسندگان English

Mohsen Parsaeian 1
Yasin Eslami 2
Mohammad Jafari 3
Mohammad-Mahdi Jalili 4
Maryam Kazemipoor 5
1 M.Sc. Student, Department of Mechanical Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
2 B.Sc. Student, Department of Mechanical Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
3 Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
4 Associate Professor, Department of Mechanical Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
5 Associate Professor, Department of Endodontics, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran
چکیده English

Determining the optimum thickness in different root canal cross-sections is very important in root canal treatment. Reducing the stress in the interface of the tooth wall and the filling material is the interest of many researchers in the field of dentistry. In this article, the effect of the dimensions of oval, circular, hourglass and kidney shaped canals in the anterior and premolar teeth on the stresses created in the restored tooth components was investigated. For this purpose, tooth components were modeled in Solid works software after 3D scanning. Next, the canals with an elliptical, circular, hourglass, and kidney-shaped cross-sections in three different sizes were reconstructed in the corresponding teeth. Then, they were analyzed by the finite element method under the effect of the force caused by chewing inside the Abaqus software. Using this model, the stress in the tooth wall as well as in the filling material is calculated for different dimensions of the canal surface. The simulation results show that the highest stress occurs in the upper part of the tooth. Also, the comparison of the stresses in the tooth wall showed that with the increase in the size of the canal, the amount of stress applied to the tooth wall increased and as a result, the tooth will be damaged and fractured in a shorter period.

کلیدواژه‌ها English

Finite Element
Root Canal Size
Stress Distribution
Dentinal Thickness
Canal Cross-Section
  1. H. Khalife Mahmoudi, M.M. Jalili, R. MirseyfiNejad, E. Karimian, “A 3D Finite Element Analysis of Endodontically Treated maxillary second premolar Tooth”, 24th Annual International Conference on Mechanical Engineering-ISME2016, 26-28 April, Yazd University, Yazd, Iran, 2016.
  2. I. Oladapo, S. A. Zahedi, F. Vahidnia, O.M. Ikumapayi, M.U. Farooq, “Three-dimensional finite element analysis of a porcelain crowned tooth”, Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences, Vol. 7, pp. 461–464, 2018.
  3. Nahar, S.K. Mishra, Ramesh Chowdhary, “Evaluation of stress distribution in an endodontically treated tooth restored with four different post systems and two different crowns- A finite element analysis”, Journal of Oral Biology and Craniofacial Research, Vol. 10, pp. 719–726, 2020.
  4. Dikova, T. Vasilev, V. Hristova, V. Panov, “Finite element analysis of V-shaped tooth defects filled with universal nanohybrid composite using incremental technique”, journal of the mechanical behavior of biomedical materials. Vol. 118, pp. 104-125, 2021.
  5. Kim, B. Kim, H. Kim, S. Cho, “Occlusal stress distribution and remaining crack propagation of a cracked tooth treated with different materials and designs: 3D finite element analysis”, dental materials. Vol. 37, pp. 731–740, 2021.
  6. N. Anh, R. Hamanaka, S. Jinnai, H. Komaki, S. Yamaoka, J. Tominaga, Y. Koga, N. Yoshida, “Simulation of orthodontic tooth movement during activation of an innovative design of closing loop using the finite element method”, American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, Vol. 160, pp. 240-249, 2021.
  7. C. Sasidhar, K. Govula, L. Anumula, K. Maddineni, “Finite Element Stress Analysis after Simulated Canal Preparation Using Two Different Methods: An In vitro Study”, Journal of the International Clinical Dental Research Organization, Vol. 15(2), pp. 97-106, 2023.
  8. Iosif, B. Dimitriu, D.F. Niţoi, O. Amza, “Endodontic Dentistry: Analysis of Dentinal Stress and Strain Development during Shaping of Curved Root Canals”, Healthcare (Basel), Vol. 11(22): 2918, pp. 1-16, 2023.
  9. Fish, T. Belytschko, A First Course in Finite Element, John Wiley & Sons, USA, 2007.
  10. Seo, W. Shon, W. Lee, H.M. Yoo, B.H. Cho, S.H. Baek, “Finite element analysis of maxillary central incisors restored with various post-and-core applications”, Journal of Korean Academy of Conservative Dentistry, Vol. 34(4), pp. 324-332, 2009.
  11. Shaikh, S. Mulani, S. Shaikh, “Stress Distribution on Root Dentin Analogous to Natural Teeth with Various Retentive Channels Design on the Face of the Root with Minimal or No Coronal Tooth Structure: A Finite Element Analysis”, Journal of Contemporary Clinical Dentistry.  Vol. 9(4), pp. 630–636, 2018.
نشریه علمی مهندسی پزشکی زیستی
دوره 17، شماره 4
زمستان 1402
صفحه 351-360

  • تاریخ دریافت 01 خرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 15 مرداد 1403
  • تاریخ پذیرش 30 مرداد 1403

صفحه اصلی

تماس با ما