異なる密度の骨にセメント固定補綴物を埋入したオッセオインテグレーションインプラントの三次元有限要素解析

Three Dimensional Finite Element Analysis Of Osseointegrated Implants Placed In Bone Of Different Densities With Cemented Fixed Prosthetic Restoration.

• Kasthuri Chidambaravalli
• Vinod Krishnan

抄録

歯科インプラントの成功の鍵となるのは、応力が周囲の骨にどのように伝わるかということです。骨の強度は、その密度に直接関係しています。最大の応力は、インプラントを取り囲んでいる歯根皮質骨によって発生すると報告されています。インプラントの変位は、密度の高い骨よりも軟らかい海綿骨の方が有意に高くなります。固定式補綴物を支えるインプラントは、異なる骨密度で埋入されるのが一般的です。本研究の目的は，セメントで固められた固定式補綴物に，異なる密度の骨に配置されたオッセオインテグレーションインプラントを静的および動的に負荷したときに発生する応力と変形を評価することである．2種類の骨密度（D2とD4）の異なる上顎骨セグメントをシミュレートしたCAD（Computer Aided Designing）モデルを用いて3次元有限要素解析を行った。荷重の影響は、インプラント-骨界面、インプラント-アバットメント界面、アバットメント、インプラントアバットメント連結スクリュー、セメント材、固定式補綴物で評価しました。応力は、MPaで校正されたvon Mises基準を用いて計算され、ミリメートル単位で変形しました。この研究では、Von Mises応力はD4骨よりもD2骨の方が高く、D2骨ではインプラントの方が高い応力を持つコンポーネントであると結論づけた。

A key factor for success of a dental implant is the manner in which stresses are transferred to the surrounding bone. Strength of bone is directly related to its density. Maximum stresses are reported to be incurred by the crestal cortical bone surrounding the implant. Displacement of implants is significantly higher in soft cancellous bone than in dense bone. It's common to have implants being placed in different bone densities supporting fixed dental prostheses. This study was aimed at assessing stress and deformation generated by osseointegrated implants placed in bone of different densities on a cemented fixed prosthesis when subjected to static and dynamic loading. A 3-D finite element analysis was done on a CAD (Computer Aided Designing) model simulating maxillary bone segment with two different bone densities (D2 and D4). The effect of loading was evaluated at implant - bone interface, implant-abutment interface, abutment, implant abutment connecting screw, cementing medium and the fixed prosthesis. Stresses were calculated using von Mises criteria calibrated in MPa and deformation in millimetre. These were represented in color coded maps from blue to red (showing minimum to maximum stress/deformation), depicted as contour lines with different colors connecting stress/deformation points.The study concluded, von Mises stress to be more in D2 than D4 bone and in D2 bone the component with higher stress to be the implant.Deformation was noted more in D4 than D2 bone and in D4 bone the abutment-prosthesis interface showed more deformation.