咬合調整によって生じる歯科補綴物の咬合干渉の有限要素解析

Finite Element Analysis of Occlusal Interferences in Dental Prosthetics Caused by Occlusal Adjustment.

抄録

目的:

有限要素解析（FEA）を用いて咬合干渉の影響を調べること。

PURPOSE: To investigate the influence of occlusal interference using finite element analysis (FEA).

材料と方法:

本研究のために設計されたFEAモデルは、上顎第一小臼歯と第一大臼歯に保持され、第二小臼歯がポンティックで置換されたオールセラミックの二層固定部分義歯（FPD）を中心としたものである。隣接歯、拮抗歯、歯根膜などの周囲構造を模型化した。0、8、12、24μmの咬合干渉で4つの異なる荷重ケースを設計し、300Nの模擬咬合力で荷重をかけた。

MATERIALS AND METHODS: The FEA model designed for this study centered on an all-ceramic, bilayered, fixed partial denture (FPD) retained on the maxillary first premolar and first molar, with the second premolar replaced by a pontic. The surrounding structures-such as the neighboring teeth, antagonists, and periodontium-were modeled. Four different loading cases were designed at occlusal interferences of 0, 8, 12, and 24 μm and were loaded by a simulated bite force of 300 N. Principal and von Mises stresses, as well as strain, were evaluated for all included structures.

結果:

12μmと24μmの干渉では、咬合面において、破壊に関連するベニア層の引張応力が観察された。ジルコニアFPDに認められた応力は、いずれの試験荷重においても疲労強度や曲げ強度に達しなかった。

RESULTS: For interferences of 12 and 24 μm, failure-relevant tensile stresses in the veneering layer were observed at the occlusal surfaces. Stress found in the zirconia FPD did not reach fatigue or flexural strength for any test load.

結論:

引張応力のピークは咬合接触点に近接して観察され、咬合干渉が大きくなるにつれて増加した。FEAの結果から、咬合応力の大部分は歯根膜の変形によって吸収されることが示唆された。シミュレーションされた干渉によるフレームワークの破損は予想されなかった。表面欠損は、最終的に破折やチッピングによる破損につながる可能性があり、特にセラミックやベニアが弱い場合には注意が必要である。

CONCLUSION: Peak tensile stress was observed in close proximity to occlusal contact points, increasing with increasing occlusal interference. The FEA results suggest that the majority of occlusal stress is absorbed by the deformation of the periodontal ligament. Framework failure caused by the simulated interferences was not expected. Surface defects may ultimately lead to failure due to fracture or chipping, especially in cases of weaker ceramics or veneering.