基於生物實驗和數值模擬的牙周儲備力評估方法的研究

《基於生物實驗和數值模擬的牙周儲備力評估方法的研究》是依託西安交通大學，由裴丹丹擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於生物實驗和數值模擬的牙周儲備力評估方法的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：裴丹丹
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

牙周儲備力是口腔修復學的一個重要理論基礎，超越牙周儲備力的治療會帶來組織損傷或疼痛不適。傳統觀點用牙周膜面積來評估牙周儲備力的相對大小，缺乏準確評估單顆牙的牙周儲備力的方法，且存在無法將牙周組織受力與臨床上更關注的牙齒的受力關聯起來的弊端。本立項擬採用RCCS旋轉細胞培養系統和BOSE BioDynamic生物反應器來進行牙周膜成纖維細胞的三維培養與生物力學研究，標記引起組織損傷和（或）分泌疼痛相關信號分子的閾值，結合小型豬動物實驗，建立單顆牙的牙周儲備力的計算方法；再通過數值模擬建立口腔力荷載——牙體組織——牙周膜生物力學反應的數學仿真模型，進行牙周組織受力分析；最後根據上述實驗結果，分析口腔中動、靜態力荷載下牙周膜的應力回響，並將其與該牙的牙周儲備力進行比較，判斷施力是否在安全範圍內。研究結果可以指導口腔診療操作和修復、正畸等方案設計，並為牙科器械、設備參數設定提供依據。

結題摘要

口腔治療中的正畸牽引、根管預備、高速牙科鑽對牙體的切割、義齒修復等常見操作均會對基牙/患牙產生壓應力，經過牙體硬組織傳導至牙周組織，當這種力量過大時便會引起組織損傷和(或)疼痛不適。生理情況下，咀嚼食物的牙合力只為牙周組織所能支持力量中的一部分，而在牙周組織中尚儲存有另一部分未被調用的支持能力，即牙周儲備力。牙周儲備力是口腔修復學的一個重要理論基礎，超越牙周儲備力的治療會帶來組織損傷或疼痛不適。牙周組織生物力學效應是口腔領域的一個研究熱點，然而對於牙周儲備力的研究尚不足，且無法將牙周組織受力與臨床上更關注的牙齒的受力關聯起來，難以精確指導臨床上的施力操作。本研究在二維和三維細胞培養層面進行人牙周膜細胞的培養，分析牙周膜細胞的生物學特性，施加刺激（力或EGCG），研究牙周膜細胞增殖與成骨分化相關的指標，繪製量效曲線，尋找其閾值（不影響細胞增殖和分化的最大刺激，也即牙周儲備力的最大限度的刺激）；建立了口腔力荷載——牙體組織——牙周膜生物力學反應的數學仿真模型，將數值模擬分析所得結果和臨床實際關聯起來，分析在不同形式的載荷下牙周膜的能量轉換情況（具體為能量的吸收和消散），從有限元分析的角度研究牙周儲力，和生物實驗相佐證。通過本項目，建立了牙—牙周膜複合體的數學仿真模型，明確了刺激 （力或EGCG）對牙周膜細胞的增殖與成骨分化的影響，為該領域的其他學者提供了一種精準的建模方法和生物學研究數據，加深了對牙周儲備力的理解，可以更好的指導臨床診療工作。