オール・オン・フォー」治療コンセプトにおける傾斜インプラントに対する後方領域に埋入された短いインプラントの影響：3次元有限要素応力解析

The effect of short implants placed in the posterior region on tilted implants in the 'All-On-Four' treatment concept: a three-dimensional finite element stress analysis.

抄録

本研究は、3次元（3D）有限要素応力解析（FEA）を用いて、オール・オン・フォー治療コンセプトでメンタル孔の後方に埋入された短いインプラントの影響を調査することを目的としている。インプラントの傾斜角度（17°と30°）、短いインプラントの有無、短いインプラントの直径（4.1mmと4.8mm）に応じて、6つの異なる有限要素解析モデルを設計した。右下第二小臼歯の中心窩から垂直方向に100Nの力を加えた。最大等価応力(von Mises)と最小/最大主応力(Pmin/Pmax)の値と分布を3D-FEAで評価したところ，傾斜インプラントの中で最も応力値が高かったのはT17群であった．T30は皮質骨に最も応力を与えたグループであった。オールオンフォー設計にショートインプラントを追加することで、17°と30°の両グループにおいて、マルチユニットアバットメント、アバットメントスクリュー、傾斜インプラントのフォンミーゼス応力が減少した。同時に、皮質骨のPmin/Pmax応力も減少した。4.1mmと4.8mmのショートインプラントグループでも、応力値と分布の点で同様の挙動が観察された。この結果から、オールオンフォーコンセプトにおける後方領域へのショートインプラント埋入は、ショートインプラントの直径にかかわらず、骨、インプラント、補綴物への応力を低減することが示された。機能不全癖や骨質不良などの生体力学的リスクが増加する症例では、ショートインプラントでインプラント埋入本数を増やすことをお勧めします。

This study aims to investigate the impact of a short implant placed behind the mental foramen with the all-on-four treatment concept using the three-dimensional (3D) finite element stress analysis (FEA).Six different finite element analysis models were designed according to tilted implant angle (17° and 30°), presence of short implants, and short implant diameter (4.1 mm and 4.8 mm). A 100 N force was applied vertically from the central fossa of the lower right second premolar tooth. Maximum equivalent (von Mises) and Minimum/Maximum principal (Pmin/Pmax) stress values and distributions were evaluated by 3D-FEA.The highest stress value among tilted implants was in the T17 group. T30 was the group that caused the most stress in the cortical bone. Adding the short implant to the all-on-four design reduced von Mises stress on multi-unit abutments, abutment screws, and tilted implants in both the 17° and 30° groups. At the same time, it reduced Pmin/Pmax stresses in cortical bone. Similar behavior was observed in terms of stress values and distributions for the 4.1 and 4.8 mm short implant groups.The results show that short implant placement in the posterior region in the all-on-four concept reduces stress on the bone, implants, and prosthetic parts, regardless of the diameter of the short implant. In cases where biomechanical risks such as parafunctional habits and poor bone quality increase, we recommend increasing the number of implants with short implants.