Analysis of stress level in hard dental tissues using finite element method

W pracy przedstawiono możliwość wykorzystania metody elementów skończonych do analizy stanu naprężenia w twardych tkankach zębów, odbudowanych wypełnieniem stomatologicznym klasy I, poddanych działaniu obciążenia mechanicznego. Badania prowadzono na modelu geometrycznym odwzorowującym rzeczywistą geometrię zęba przedtrzonowego, uzyskaną z wykorzystaniem techniki mikrotomografie rentgenowskiej oraz oprogramowania CAD. Analizie poddano rozkłady naprężenia zredukowanego wyznaczonego wg hipotezy Hubera-Misesa-Hencky'ego (H-M-H) w twardych tkankach zęba, jak również podjęto próbę oceny stopnia wytężenia warstwy adhezyjnej na granicy wypełnienie kompozytowe-tkanka biologiczna. Zastosowanie symulacji numerycznych (Abaqus) umożliwia dokonanie realnej oceny stopnia wytężenia tkanek zęba, co pozwala na ocenę ryzyka niepowodzenia leczenia stomatologicznego i pomaga w opracowaniu racjonalnych metod zapobiegania uszkodzeniom zębów na skutek działania obciążeń mechanicznych.This paper presents the possibility of applying the finite element method for the analysis of stress level in hard dental tissues, restored with class I dental filling and exposed to mechanical load. The studies were made on a geometrical model imitating the real geometry of a premolar tooth obtained using the X-ray microtomography technique and CAD software. The distributions of reduced stress defined in accordance with the Huber-Mises-Hencky (H-M-H) hypothesis in hard dental tissues were analysed, and assessment of the degree of strength of the adhesive layer at the border of the composite filling and biological tissue was attempted. The application of numerical simulations (Abaqus) enables real assessment of the tooth tissue strength, which allows assessing the risk of unsuccessful dental treatment, and helps to prepare rational methods of preventing tooth damage resulting from mechanical load