様々な角度におけるノーベルアクティブインプラントの応力分布と力ダイナミクスの生体力学的解析：有限要素法による研究

Biomechanical Analysis of Stress Distribution and Force Dynamics in Nobel Active Implants at Varying Angulations: A Finite Element Study.

抄録

目的:

本研究の目的は、有限要素解析を用いて、インプラントの角度を変化させたときのNobel Activeインプラントとそのクラウンにおける応力分布と力の方向を調査することである。

OBJECTIVE: The aim of this study was to investigate the stress distribution and force direction in Nobel Active implants and their crowns under varying implant angulations using finite element analysis.

材料と方法:

ノーベル・アクティブ・インプラントとジルコニア・クラウンを用いて3次元有限要素解析を行った。インプラントは0°、5°、10°の角度でモデル化した。咀嚼力をシミュレートするために300Nの垂直荷重をかけた。応力分布(von Mises応力)と力の方向(DX, DY, DZ)を、クラウン、インプラント体、硬骨にわたって分析した。

MATERIALS AND METHODS: A three-dimensional finite element analysis was conducted using Nobel Active implants with zirconia crowns. Implants were modelled at 0°, 5°, and 10° angulations. Vertical loads of 300 N were applied to simulate masticatory forces. Stress distribution (von Mises stress) and force directions (DX, DY, DZ) were analyzed across the crown, implant body, and hard bone.

結果:

インプラントの角度が大きくなると、すべての領域で応力が増幅した。クラウンは51.72MPa（0°）、52.12MPa（5°）、54.26MPa（10°）の応力を示した。インプラント体では、44.3 MPa (0°)から64.59 MPa (10°)の応力が認められた。硬骨の応力は21.84 MPa (0°)から37.37 MPa (10°)まで増加した。力方向はDY軸の変位が最も大きく、0.0107mm（0°）から0.0156mm（10°）まで増加した。

RESULTS: Increased implant angulation amplified stress across all regions. The crown exhibited stress levels of 51.72 MPa (0°), 52.12 MPa (5°), and 54.26 MPa (10°). The implant body showed stress ranging from 44.3 MPa (0°) to 64.59 MPa (10°). Hard bone stress increased from 21.84 MPa (0°) to 37.37 MPa (10°). Force directions showed the highest displacement in the DY axis, increasing from 0.0107 mm (0°) to 0.0156 mm (10°).

結論:

インプラントの角度は、応力分布と力の動態に大きく影響する。角度が高いほど、歯冠、インプラント体、硬い骨の応力が増加する一方で、垂直方向および前後方向の力が増幅される。これらの知見は、インプラントの性能と寿命を最適化するた め、正確な角度計画と材料選択の重要性を強調するものである。

CONCLUSION: Implant angulation significantly influences stress distribution and force dynamics. Higher angulation increases stress in the crown, implant body, and hard bone while amplifying vertical and anteroposterior forces. These findings emphasize the importance of precise angulation planning and material selection to optimize implant performance and longevity.