Ảnh hưởng của các mức chiều cao torus khẩu cái lên ứng suất tác động trên nền phục hình răng tháo lắp toàn hàm hàm trên: Nghiên cứu phân tích phần tử hữu hạn

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 2 * 2018 Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 132 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC MỨC CHIỀU CAO TORUS KHẨU CÁI LÊN ỨNG SUẤT TÁC ĐỘNG TRÊN NỀN PHỤC HÌNH RĂNG THÁO LẮP TOÀN HÀM HÀM TRÊN: NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH PHẦN TỬ HỮU HẠN Phan Toàn Khoa*, Lê Hồ Phương Trang**, Trương Tích Thiện*** TÓM TẮT Sự gãy của phục hình tháo lắp vẫn đang là một thách thức cho các nhà lâm sàng. Vấn đề này vẫn chưa được giải quyết và làm gia tăng tổn thất chi phí hàng năm để sữa chữa hàm giả. Mục tiêu: nghiên cứu này nhằm đánh giả ảnh hưởng của các mức chiều cao torus khẩu cái đối với ứng suất tác động trên nền phục hình răng tháo lắp toàn phần hàm trên. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: năm mô hình phân tích phần tử hữu hạn (PTPTHH) ba chiều phục hình răng tháo lắp toàn phần (PHRTLTP) hàm trên được đặt trên nền xương không có torus, và nền xương có torus. Đầu tiên, chúng tôi thực hiện mẫu phục hình không có torus bằng nhựa PMMA (Polymethyl Methacrylate). Tiếp theo, số hóa PHRTLTP hàm trên bằng thiết bị quét gián tiếp (không tiếp xúc) ATOS (GOM, Đức). Sử dụng phần mềm Solidworks tạo lớp niêm mạc tiếp xúc mặt niêm mạc của phục hình. Sau đó lớp xương nền bên dưới sẽ được xây dựng dựa vào lớp niêm mạc vừa được tạo thành. Thêm torus có kích thước chiều cao thay đổi 3, 4, 5, 6 mm để được bốn mô hình còn lại. Các mô hình được phân tích bằng phần mềm Ansys. Tạo điều kiện biên bằng cách cố định nền xương hàm trên, tác động lực nhai 110 N lên mặt nhai các răng sau hai bên. Kết quả: Đặc điểm phân bố ứng suất pháp theo phương ngang trên phục hình không có torus và tất cả phục hình có torus với các mức chiều cao là như nhau. Ứng suất kéo tối đa và ứng suất nén tối đa được ghi nhận tương ứng tại vị trí điểm giữa hai răng cửa giữa và vùng bờ hàm ngay vị trí thắng môi. Mặt niêm mạc của phục hình chủ yếu tập trung ứng suất nén theo phương ngang trong khi mặt ngoài phục hình ghi nhận được ứng suất kéo dọc theo đường giữa. Mặt phía môi của phục hình răng tháo lắp toàn phần hàm trên ghi nhận thấy tập trung ứng suất nén. Mặt phía má thì cho giá trị ứng suất kéo. Kết quả cho thấy có sự gia tăng các giá trị ứng suất pháp theo phương ngang tác động trên nền phục hình theo hướng làm tăng nguy cơ gãy phục hình khi tăng dần chiều cao torus khẩu cái. Kết luận: Trong giới hạn nghiên cứu này, sự hiện diện của torus khẩu cái không làm thay đổi tính chất phân bố của ứng suất pháp theo phương ngang trên nền phục hình răng tháo lắp toàn phần hàm trên mà chỉ làm gia tăng các giá trị ứng suất, theo hướng làm tăng nguy cơ gãy phục hình. Sự ảnh hưởng tăng dần khi tăng mức chiều cao torus. Từ khóa: gãy hàm giả, torus khẩu cái, phân tích phần tử hữu hạn, phân tích ứng suất, ứng suất pháp, ứng suất nén, ứng suất kéo. *Khoa Răng Hàm Mặt, Đại học Y dược TP. Hồ Chí Minh *Bộ môn Phục Hình, Khoa Răng Hàm Mặt, Đại học Y dược TP. Hồ Chí Minh ***Khoa Khoa Học Ứng Dụng, Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: BS. Phan Toàn Khoa ĐT: 0987539287 Email: phantoankhoa@gmail.com Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 2 * 2018 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 133 ABSTRACT THE INFLUENCE OF TORUS PALATINUS’ HEIGHT ON STRESS ACCUMULATION IN REMOVABLE MAXILLARY COMPLETE DENTURE BASES: A FINITE ELEMENT ANALYSIS STUDY Phan Toan Khoa, Le Ho Phuong Trang, Truong Tich Thien * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Supplement Vol. 22 - No 2- 2018: 132 - 141 Fracture of dentures continues to be a challenge to the practitioners. This problem remains unresolve and was reflected in the rising costs incurred annually for the repair of these appliances. Purpose: The purpose of this study was to evaluate the influence of the height of torus palatinus on stress accumulation in the maxillary complete dentures Material and methods: five models of three – dimensional finite elements of maxillary complete dentures with or without different torus’ heights were produced. In the first step, a removable maxillary complete denture without torus was fabricated by polymethyl methacrylate resin (PMMA). In the second step, the denture was converted into a 3-D numerical model by a non-contact digitizer, Advanced Topometric Sensor (ATOS, GOM, Germany). Solidworks software was used to create the mucosa in contact with the intaglio surface of the denture model. Supporting bone was then constructed from the mucosa model. Torus was added with four different height to build other models. The denture models were analyzed with Ansys software. Boundary conditions were constrained at the basal bone while bite force of 110 N was applied to the posterior teeth on both sides. Results: The horizontal normal stress concentration of maxillary denture base without torus was the same to the others with different torus’ height. The highest tensile and compressive stress were found at the incisal and labial frenal notches. The horizontal stress on the intaglio surface of the denture were primarily compressive while on the cameo surface, the tensile stress concentrated along the midline of the denture. The buccal flange exhibited tensile stress in the horizontal direction. The labial flange showed horizontal compressive stress. The results indicated that the horizontal normal stress values were greater followed the trend of higher fracture risk when increasing the height of torus. Conclusions: Within the limitation of this in vitro FEA study, the presence of torus didn’t alter the properties of horizontal stress distribution, but only increased the stress values followed the trend of higher fracture risk of removable maxillary denture. The fracture risk was greater when the torus’ height has got increased. Key words: denture fracture, torus palatinus, finite element analysis, stress analysis, normal stress, compressive stress, tensile stress. ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề gãy của phục hình tháo lắp vẫn đang gây ra những phiền hà cho bệnh nhân và việc sửa chữa hàm giả làm gia tăng tổn thất chi phí, thời gian của cả bệnh nhân và bác sĩ. Các nghiên cứu hiện nay chủ yếu liên quan đến dịch tễ thống kê tỉ lệ, vị trí, nguyên nhân gây gãy hàm giả qua bảng câu hỏi. Ngoài ra, có một số nghiên cứu in-vitro đã được thực hiện để phân tích ứng suất trên hàm giả nhằm xác định yếu tố nguy cơ gây gãy hàm: vị trí sắp răng, bề dày nền hàm, sự khít sát của hàm giả. Sự tồn tại của torus khẩu cái cũng là một yếu tố đáng lưu ý nhưng vẫn chưa được quan tâm đúng mức, nhất là khi nước ta có đến 52,57% người mất răng toàn bộ có torus khẩu cái(11). Torus, một mặt giúp tăng diện tích tiếp xúc của nền hàm, tăng giữ dính, mặt khác đóng vai trò đòn bẩy gia tăng yếu tố nguy cơ gây gãy hàm giả. Đường gãy của phục hình là do sự khởi đầu Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 2 * 2018 Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 134 và lan truyền vết nứt tại nơi tập trung ứng suất cao. Để gia tăng khả năng đề kháng gãy của phục hình thì điều quan trọng là cần lưu ý đến sự phân bố cũng như cường độ ứng suất trên nền phục hình. Cho đến hiện nay có nhiều phương pháp đã được sử dụng để phân tích ứng suất trên nền phục hình răng tháo lắp như phương pháp phủ chất sơn lên vùng giòn nứt, phương pháp sử dụng cảm biến dạng điện trở, mô hình quang đàn hồi, phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (PTPTHH). Trong những năm gần đây, những nghiên cứu trong nha khoa sử dụng phương pháp PTPTHH đã được thực hiện rộng rãi trên thế giới với mục đích đánh giá các ứng xử cơ học của vật liệu nha khoa, răng, implant. Trong hơn một thập kỷ, số lượng các nước thực hiện các nghiên cứu nha khoa sử dụng phương pháp này tăng gấp đôi từ 24 lên 54 nước(7). Từ đó có thể thấy tầm quan trọng, sự đa dạng và khả năng đầy hứa hẹn của nghiên cứu phân tích phần tử hữu hạn trong nha khoa. Chính vì thế chúng tôi tiến hành thực hiện nghiên cứu này bằng cách sử dụng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn. Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đánh giả ảnh hưởng của các mức chiều cao torus khẩu cái đối với ứng suất gây biến dạng tác động trên nền phục hình răng tháo lắp toàn phần hàm trên. ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Mẫu nghiên cứu gồm năm mô hình PTPTHH ba chiều phục hình răng tháo lắp toàn phần (PHRTLTP) hàm trên được đặt trên nền xương không có torus, và nền xương có torus (gọi tắt là phục hình không có torus và phục hình có torus) chiều cao 3, 4, 5, 6 mm (chiều rộng 12 mm, chiều dài 25 mm). Mẫu T0: PHRTLTP hàm trên với niêm mạc và nền xương không có torus. Mẫu T3, T4, T5, T6: PHRTLTP hàm trên với niêm mạc và nền xương có torus hình thoi kích thước (chiều dài × chiều rộng × chiều cao) lần lượt là (25×12×3), (25×12×4), (25×12×5), (25×12×6) mm. Quy trình thực hiện Bước 1: Thực hiện mẫu phục hình không có torus bằng nhựa PMMA (Polymethyl Methacrylate) trên mẫu hàm thạch cao (hình 1). Dùng khuôn mất răng toàn bộ hàm trên làm sẵn (khuôn mất răng toàn bộ số 402U) và đổ mẫu bằng thạch cao nha khoa. Dùng khuôn hàm dưới còn răng để đổ hàm đối diện cho các giai đoạn phục hình. Tạo PHRTLTP hàm trên bằng nhựa nấu. Hình 1. Giai đoạn tạo phục hình không torus bằng nhựa Bước 2: Số hóa PHRTLTP hàm trên. Phục hình sau khi được chế tạo thì được số hóa bằng phương pháp quét gián tiếp (không tiếp xúc). Trong nghiên cứu này, ta sử dụng thiết bị quét không tiếp xúc sử dụng nguồnsáng xanh ATOS Core 200 (GOM, Đức) (hình 2A). Bước 3: Chuyển dữ liệu số thành mô hình hình học bằng phần mềm Solidworks. Tạo mô hình niêm mạc và xương nền bằng phần mềm Solidworks Premium 2015. Đầu tiên, ta tạo lớp niêm mạc tiếp xúc mặt niêm mạc của phục hình nhờ thông số bề dày niêm mạc(2)(hình 2B).Sau đó lớp xương nền bên trên sẽ được xây dựng dựa vào lớp niêm mạc vừa được tạo thành. Thêm torus có kích thước chiều dài 25 mm, chiều rộng 12 mm và chiều cao thay đổi 3, 4, 5, 6 mm để được 4 mô hình còn lại. Thay đổi bề dày niêm mạc vùng có torus khẩu cái là 1 mm. Bước 4: Tạo mô hình phần tử hữu hạn bằng phần Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 2 * 2018 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 135 mềm Ansys. Sau khi các mô hình hình học được tạo ra trong Solidworks, chúng được chuyển vào phần mềm Ansys 16.2 tạo mô hình PTPTHH (hình 3). Tạo lưới là một tiến trình quan trọng để chia nhỏ mô hình hình học vững chắc thành các phần tử nhỏ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi chọn kích thước phần tử trung bình đảm bảo tốc độ làm việc nhưng vẫn đảm bảo kết quả. Kích thước phần tử là 1 mm (hình 4A). A B C D E F Hình 2. Các giai đoạn số hóa và tạo mô hình hình học trong Solidworks. A, Quét mẫu phục hình bằng ATOS. B, Thông số bề dày niêm mạc tại các vị trí. C đến F, giai đoạn tạo lớp niêm mạc, nền xương, và torus khẩu cái A B C D E Hình 3. Mô hình phục hình không torus và phục hình có torus chiều cao lần lượt là 3, 4, 5, 6 mm (theo thứ tự từ A đến E) trong Ansys Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 2 * 2018 Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 136 A B C Hình 4. Giai đoạn chia lưới và tác dụng lực. A, Chia lưới mô hình. B, Tác dụng lực 110N lên mô hình. C, Tạo điều kiện biên cố định mặt đế nền xương hàm trên Bước 5: Phân tích ứng xử cơ học của PHRTLTP. Mỗi loại vật liệu sẽ có những tính chất khác nhau về mô đun đàn hồi, hệ số Poisson. Khi mô phỏng mô hình nghiên cứu cho giống với đặc điểm thật ta cần khai báo các đặc tính cơ học của từng loại vật liệu dựa vào bảng 1. Bảng 1. Các đặc tính cơ học của vật liệu(2,9) Vật liệu Mô đun đàn hồi Young (MPa) Hệ số Poisson Độ bền kéo ([σk]) (MPa) Độ bền nén ([σn]) (MPa) PMMA Niêm mạc Xương 3200 2,8 13700 0,36 0,4 0,30 72 122 Chúng tôi sử dụng mức tải lực 110 N tác dụng vuông góc với đỉnh sống hàm trên mặt nhai các răng cối lớn và răng cối nhỏ hai bên (hình 4B). Tạo điều kiện biên bằng cách cố định mặt đế của nền xương hàm trên, tức là có ranh giới hoàn toàn cứng chắc, không di chuyển (hình 4C). Bước 6: Nhận xét và kết luận: Kết quả ghi nhận trong nghiên cứu chúng tôi là giá trị ứng suất (đơn vị MPa). KẾT QUẢ Các giá trị ứng suất ghi nhận trên nền phục hình không có torus và phục hình có torus với mức chiều cao 3, 4, 5, 6 mm Vùng khẩu cái trước của phục hình không có torus và phục hình có torus đều chịu ứng suất kéo với mức giá trị ứng suất tăng dần. Giá trị ứng suất kéo tăng dần từ 0,808 MPa ở mẫu T0 đến 1,052 MPa ở mẫu T6. Ở nhóm phục hình có torus thì ứng suất kéo tăng dần khi tăng chiều cao torus. Mức độ gia tăng ứng suất kéo ở vùng khẩu cái trước của phục hình không có torus (T0) so với phục hình có torus là từ 0,013 MPa (so với mẫu T3) đến 0,244 MPa (so với mẫu T6). Vùng khẩu cái sau của cả hai nhóm phục hình không có torus và phục hình có torus đều chịu ứng suất kéo với mức giá trị ứng suất tăng dần. Giá trị ứng suất kéo thấp nhất là 0,729 MPa ở mẫu T0 và cao nhất là 0,979 MPa ở mẫu T6. Xét trong nhóm phục hình có torus thì ứng suất kéo vùng khẩu cái sau cũng tăng dần khi tăng chiều cao torus. Sự gia tăng ứng suất kéo ở vùng khẩu cái sau của phục hình không torus (T0) so với phục hình có torus là từ 0,032 MPa (so với mẫu T3) đến 0,25 MPa (so với mẫu T6). Giá trị ứng suất tương đương Mohr (σtđ) tại điểm giữa hai răng cửa giữa có giá trị thấp nhất ở mẫu T0 là 1,047 MPa, và lớn nhất tại mẫu T6 là 1,283 MPa. Ở các mẫu phục hình có torus thì giá trị σtđ tăng theo mức độ tăng chiều cao torus (Bảng 2). Khảo sát sự phân bố ứng suất pháp theo phương ngang trên PHRTLTH hàm trên Sự phân bố ứng suất ở mặt ngoài, mặt niêm mạc, mặt phía môi, mặt phía má của các mô hình PHRTLTH hàm trên được thể hiện ở Hình 3.44 đến Hình 3.49. Các giá trị ứng suất được thể hiện bởi sự thay đổi màu sắc. Màu đỏ thể hiện ứng suất kéo cao nhất, màu xanh dương thể hiện ứng suất nén cao nhất (Hình 5,6,7,8). B C Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 2 * 2018 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 137 Bảng 2. Các giá trị ứng suất ghi nhận trên nền phục hình không có torus và phục hình có torus với mức chiều cao 3, 4, 5, 6 mm Loại/ Vùng ứng suất Giá trị ứng suất (MPa) T0 T3 T4 T5 T6 Ứng suất kéo tối đa +1,321 +1,375 +1,409 +1,504 +1,629 Ứng suất nén tối đa -3,205 -3,26 -3,307 -3,533 -4,126 Vùng khẩu cái trước +0,808 +0,821 +0,892 +0,931 +1,052 Vùng khẩu cái sau +0,729 +0,761 +0,827 +0,907 +0,979 Ứng suất chính lớn nhất (σ1) +1,322 +1,375 +1,409 +1,504 +1,631 Ứng suất chính nhỏ nhất (σ3) +0,466 +0,492 +0,5 +0,539 +0,59 Ứng suất tương đương Mohr (σtđ) 1,047 1,085 1,114 1,186 1,283 Với σtđ = σ1 ([σ]k /[σ]n )× σ3 Hình 5. Sự phân bố ứng suất pháp theo phương ngang của mặt ngoài nền phục hình ở các mô hình T0, T3, T4, T5, T6 Hình 6. Sự phân bố ứng suất pháp theo phương ngang của mặt niêm mạc của phục hình ở các mô hình T0, T3, T4, T5, T6 T0 T3 T4 T5 T6 T0 T3 T4 T5 T6 Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 2 * 2018 Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 138 Hình 7. Sự phân bố ứng suất pháp theo phương ngang của mặt phía môi của phục hình ở các mô hình T0, T3, T4, T5, T6 Hình 8. Sự phân bố ứng suất pháp theo phương ngang của mặt phía má của phục hình ở các mô hình T0, T3, T4, T5, T6 BÀN LUẬN Vùng khẩu cái trước của phục hình không có torus chịu ứng suất kéo với giá trị là 0,808 MPa (bảng 2). Kết quả này phù hợp với giá trị ghi nhận được trong nghiên cứu bằng phương pháp sử dụng cảm biến dạng điện trở của Nguyễn Thị TừUyên(13). Ravi, Prombonas cũng thực hiện nghiên cứu so sánh ứng suất tác động trên nền PHRTLTP hàm trên khi sắp răng sau ra ngoài sống hàm, với nhóm chứng là phục hình có răng sau trên đỉnh sống hàm(15,16). Cả hai nghiên cứu đều cho thấy giá trị ứng suất ghi nhận được đều là ứng suất kéo. Đối với các phục hình có torus thì vùng khẩu cái trước cũng đều chịu ứng suất kéo, với giá trị ứng suất kéo tăng dần khi tăng chiều cao torus trên nền xương. Kết quả này tương tự như nghiên cứu đánh giá ứng suất trên nền phục hình răng tháo lắp toàn phần hàm trên có torus với chiều cao 5 mm của Nguyễn Thị TừUyên(13). Vùng khẩu cái sau của phục hình không có torus cũng chịu một ứng suất kéo với giá trị là 0,729 MPa. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Cilingir và cộng sự(4). Vùng khẩu cái sau của các phục hình có torus cũng đều chịu ứng suất kéo với bất kỳ mức chiều cao torus nào, với giá trị ứng suất kéo tăng dần khi tăng chiều cao torus. Kết quả nghiên cứu là tương đồng với nghiên cứu của Nguyễn Thị Từ Uyên ở mẫu có chiều cao torus 5 mm(13). Giá trị ứng suất kéo tối đa trên nền phục hình không có torus trong nghiên cứu của chúng T0 T3 T4 T5 T6 T0 T3 T4 T5 T6 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 2 * 2018 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 139 tôi ghi nhận được ở điểm giữa hai răng cửa giữa là 1,321 MPa. Kết quả này có giá trị tương tự với nghiên cứu của Cilingir(4). Giá trị ứng suất nén tối đa ở phục hình không có torus là -3,205 MPa được ghi nhận ở bờ hàm tương ứng vị trí vùng thắng môi. Kết quả nghiên cứu là tương đồng với hai nghiên cứu của Cheng(2,3). Giá trị ứng suất pháp tối đa (ứng suất kéo tối đa và ứng suất nén tối đa) theo phương ngang trên phục hình có torus thì tăng dần khi tăng chiều cao torus (bảng 2). Ứng suất kéo tối đa cũng được ghi nhận tại điểm giữa hai răng cửa và ứng suất nén tối đa ở vùng bờ hàm tương ứng vị trí thắng môi trên tất cả các mẫu phục hình có torus. Vì chưa có nghiên cứu nào phân tích sự thay đổi ứng suất kéo tối đa và ứng suất nén tối đa ở các vị trí tương ứng trên đối tượng phục hình có torus nên chúng tôi không có dữ liệu để so sánh đối chiếu các giá trị ghi nhận được. Ta thấy rằng đặc điểm phân bố ứng suất theo phương ngang trên phục hình không có torus và tất cả phục hình có torus với các mức chiều cao đều giống nhau (hình 5- hình 8). Mặt ngoài phục hình ghi nhận ứng suất kéo tập trung dọc theo đường giữa khẩu cái từ vùng khẩu cái sau, đến vùng khẩu cái trước và đạt giá trị cao nhất ở điểm giữa hai răng cửa giữa (màu đỏ). Kết quả này giống với ghi nhận trong nghiên cứu của Cheng về sự phân bố biến dạng trên phục hình tháo lắp toàn phần hàm trên ở vùng này(2). Mathew và Wain sử dụng phương pháp phủ sơn lên vùng giòn nứt và chứng minh được đường gãy hàm giả xuất hiện ở vùng khẩu cái trước có nguồn gốc từ điểm giữa hai răng giữa(12).Tác giả kết luận rằng điểm giữa hai răng cửa giữa là yếu tố chính góp phần gây nên sự gãy dọc đường giữa. Smith cũng báo cáo rằng đường gãy dọc đường giữa bắt nguồn từ ứng suất kéo cao ở vị trí này(17). Mặc dù nhiều nghiên cứu đều nhận thấy rằng điểm giữa hai răng cửa là nơi tập trung ứng suất cao nhưng không có nhiều dữ liệu đo lường đánh giá chính xác giá trị ứng suất. Lý do là vị trí này không phải là một bề mặt thuận lợi để gắn cảm biến dạng điện trở. Ứng suất kéo được ghi nhận ở vùng khẩu cái trước và cả vùng khẩu cái sau. Giá trị ứng suất kéo ở vùng khẩu cái trước cao hơn khẩu cái sau. Các kết quả này tương đồng với nghiên cứu trước đây của Obeid, Stafford đo bằng phương pháp cảm biến dạng điện trở(14,18). Các nghiên cứu này đều cho thấy ứng suất kéo cao nhất tại vùng khẩu cái trước của phục hình. Theo Darbar ứng suất kéo chủ yếu tập trung dọc theo đường giữa ở mặt ngoài phục hình có thể liên quan đến khả năng chịu lực nén kém của niêm mạc mỏng ở vùng này(5). Trong khi đó nền xương khẩu cái dọc đường giữa bên dưới nhô lên và rất cứng(6). Khi phục hình chịu tải lực và nén vào mô nâng đỡ bên dưới sẽ tạo một điểm đòn bẩy ở mặt trong nền hàm dọc theo đường giữa khẩu cái gây ra sự uốn của nền hàm. Vì thế bề mặt ngoài đối diện với đòn bẩy thì luôn luôn phải chịu ứng suất kéo(10). Đây cũng có thể là lý do giúp giải thích nguyên nhân gây nên sự gia tăng ứng suất kéo ở phục hình có torus so với phục hình không có torus. Bởi vì khi có sự hiện diện của torus làm cũng cố thêm độ cứng của nền xương, mặt khác niêm mạc phủ torus được biết là mỏng hơn các vùng khác trên bề mặt nền tựa. Kết hợp cả hai yếu tố trên làm gia tăng diện tích chịu hiệu ứng đòn bẩy của nền phục hình gây nên sự gia tăng ứng suất kéo ở mặt ngoài nền hàm cũng như thay đổi các giá trị ứng suất pháp tối đa ghi nhận được. Chúng tôi ghi nhận giá trị ứng suất tương đương Mohr tại vị trí có nguy cơ gây hại cao nhất là vị trí điểm giữa hai răng cửa giữa. Vị trí này có giá trị ứng suất kéo lớn, trong khi vật liệu PMMA là một vật liệu giòn chịu được ứng suất kéo kém hơn ứng suất nén(1). Giá trị ứng suất tương đương Mohr ở phục hình không torus thì thấp hơn có torus, ở nhóm phục hình có torus thì giá trị tăng dần theo mức chiều cao torus. Như vậy, việc gia tăng giá trị ứng suất tương đương Mohr cho thấy có sự tăng dần nguy cơ gãy của phục hình theo mức chiều cao torus tại vị trí điểm giữa hai răng Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 2 * 2018 Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 140 của giữa. Mặt khác, sự thay đổi các giá trị ứng suất ghi nhận được tại các vị trí trên nền phục hình cũng góp phần làm thay đổi giá trị ứng suất trên cả phục hình. Điều này cho thấy nguy cơ gãy của phục hình có torus cao hơn phục hình không có torus và nguy cơ gãy gia tăng theo mức độ tăng chiều cao torus. Mặt niêm mạc của phục hình cho thấy chủ yếu tập trung ứng suất nén, sự phân bố ứng suất nén từ phía sau ra phía trước dọc theo đường giữa và đạt giá trị ứng suất nén lớn nhất tại bờ hàm tương ứng vị trí thắng môi. Kết quả này là do khả năng chịu nén kém của nền xương bên dưới kết hợp với lớp niêm mạc khẩu cái dọc đường giữa và cũng như trên torus mỏng tạo nên lực nén ngược lại lên mặt trong nền hàm và tạo ra sự uốn của hàm giả. Các kết quả về sự phân bố ứng suất mặt niêm mạc của phục hình trong nghiên cứu này tương đồng với kết quả ghi nhận được của Cheng khi thực hiện cùng phương pháp(2). Glantz, Stafford cũng ghi nhận được kết quả ứng suất nén khi đặt cảm biến điện trở ở mặt niêm mạc của phục hình(8,18). Mặt phía môi của PHRTLTP hàm trên ghi nhận thấy tập trung ứng suất nén bắt đầu từ vùng cổ răng hướng về phía bờ hàm vùng thắng môi. Kết quả này tương đồng với nghiên cứu của Cheng (2010), Obeid (1982), Stafford (1979)(2,14,18). Ứng suất nén này là do sự kéo về phía hai bên của nền hàm khi diễn ra sự uốn dưới tác động của tải lực(2). Mặt phía má của các PHRTLTP hàm trên cho giá trị ứng suất kéo. Lambrecht và Kydd sử dụng cảm biến điện trở cho kết quả ghi nhận ứng suất kéo ở bờ hàm phía má(10). Cheng sử dụng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn để phân tích biến dạng trên phục răng tháo lắp toàn phần hàm trên cũng cho kết quả tương tự(2). KẾT LUẬN Sự hiện diện của torus khẩu cái không làm thay đổi tính chất phân bố của ứng suất pháp theo phương ngang trên nền phục hình răng tháo lắp toàn phần hàm trên mà chỉ làm gia tăng giá trị ứng suất, theo hướng làm tăng nguy cơ gãy phục hình. Trong giới hạn nghiên cứu này cho thấy ở mức chiều cao 3 mm, torus khẩu cái đã gây ảnh hưởng theo hướng làm gia tăng ứng suất, gia tăng nguy cơ gãy phục hình. Sự ảnh hưởng tăng dần khi tăng mức chiều cao torus. Dựa trên cơ sở phương pháp nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu sẽ có hướng tiếp theo đánh giá các yếu tố khác có khả năng gây gãy hàm như vật liệu nền hàm, độ dày nền hàm, cũng như hiệu quả của các vật liệu gia cố phục hình. Với các nghiên cứu cấp độ cao hơn, khi có đủ các thông số cần thiết, có thể mô phỏng đúng với hoạt động của hệ thống nhai, cũng như môi trường trong miệng để làm gãy hàm thực sự. Từ đó có thể đánh giá một cách sâu sắc và chính xác hơn về các yếu tố nguy cơ gây gãy phục hình răng tháo lắp toàn phần và cách khắc phục tình trạng đó. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Ates M, Cilingir A, Sulun T (2006). The effect of occlusal contact localization on the stress distribution in complete maxillary denture. Journal of Oral Rehabilitation, 33 (7): 509- 513. 2. Cheng YY, Cheung WL, Chow TW (2010). Strain anlysis of maxillary complete denture with three -demensional finite element method. The journal of prosthetic dentistry, 103 (5): 309-318. 3. Cheng YY, Li JY, Cheung WL (2010) 3D FEA of high- performance polyethylene fiber reinforced maxillary dentures. Dental materials, 26: 211-219. 4. Cilingir A, Baysal G, Sunbuloglu E , Bozdag E (2013). The impact of frenulum height on strain in maxillary denture bases. Journal of Advanced Prosthodontics, 5: 409-415. 5. Darbar UR, Hugget R (1994). Denture fracture- a survey. British Dental Journal, 176 (9): 342-345. 6. Darbar UR, Huggett R, Harrison A (1994). Stress analysis techniques in complete denture. Journal Dentistry, 22 (5): 259-264. 7. Diarra A, Mushegyan V, Naveau A (2016). Finite Element Analysis Generates an Increasing Interest in Dental Research: A Bibliometric Study. The Open Dentistry Journal, 10: 35-42. 8. Glantz PO, Stafford GD (1983). Clinical deformation of maxillary complete dentures. Journal of Dentistry, 11 (3): 224-230. 9. Hashem M, Alsaleem SO, Assery MK, Abdeslam EB (2014). A comparative study of the mechanical properties of the light-cure and conventional denture base resins. Oral health and dental management, 13 (2): 311-315 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 2 * 2018 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Răng Hàm Mặt 141 10. Lambrecht JR, Kydd WL (1962). A function stress analysis of the maxillary complete denture base. Journal Prosthodontic Dentistry, 12 (5): 865-872. 11. Lê Hồ Phương Trang (2008). Torus ở hàm mất răng toàn bộ người Việt. Tạp chí Y học TP. Hồ Chí Minh, 12 (1): 11-18. 12. Mathew E, Wain EA (1956). Stresses in denture bases. Bristish Dental Journal, 100: 167-171 13. Nguyễn Thị Từ Uyên, Lê Hồ Phương Trang (2015). Ảnh hưởng của torus khẩu cái trong sự gãy của nền phục hình răng tháo lắp toàn hàm do ứng suất biến dạng. Tạp chí Y học TP. Hồ Chí Minh, 19 (2): 89-95 14. Obeid AA, Stafford GD, Bates JF (1982). Clinical studies of strain behaviour of complete dentures. J. Biomed Eng, 4: 49-54. 15. Prombonas A, Vlissisis D (2006). Effects of position of artificial teeth and load levels on stress in the complete maxillary denture. The journal of prosthetic dentistry, 95: 63- 70. 16. Ravi N, Krishma DP (2010). A function stress analysis in the maxillary complete denture influenced by the position of artificial teeth and load levels: an in-vitro study. Journal of Indian Prosthodontics, 10 (4): 219-225. 17. Smith DC (1961). The acrylic denture, machanical evaluation, midline fracture. British Dental Journal, 110: 257-267 18. Stafford GD, Griffiths DW (1979). Investigation of the strain produced in maxillary complete dentures in function. Journal of Oral Rehabilitation, 6: 241-256 Ngày nhận bài báo: 26/01/2018 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 24/02/2018 Ngày bài báo được đăng: 15/03/2018