従来のアバットメントと革新的なアバットメントの設計および保持機構がバイオメカニクスおよびマイクロギャップパターンに及ぼす影響：3次元有限要素解析

Influence of Conventional and Innovative Abutment Designs and Retention Mechanisms on the Biomechanics and Microgap Pattern: A 3D Finite Element Analysis.

抄録

本研究では、異なる保持機構を持つ3つのアバットメントシステムのバイオメカニクスと、それらがインプラント・アバットメント界面（IAI）に与える影響を解析することを目的とした。有限要素解析法を用いて、従来のセメントリテインドアバットメント（CRA）、マルチユニットアバットメント（MUA）、革新的なセメントレスリンクリテインアバットメント（LRA）システムを用いた上顎3ユニット修復物をモデル化した。インプラントは、0°/0°、15°/15°、25°/25°の角度の組み合わせで埋入した。45°の角度で400Nの垂直荷重と200Nの斜め荷重をかけ、分析を行った。LRAシステムは、いずれの荷重条件でもインプラントとアバットメントにかかる応力が小さかったのに対し、CRAシステムは最も高い応力を示した。対照的に、インプラント周囲骨内の最大主応力は、 両荷重条件下でLRAシステムが最も高かった。臼歯部ではIAI変位が大きいにもかかわらず、特定のアバットメントシステムが異なるシナリオで明確な優位性を示すことはなかった。全体的に、インプラントの角度が大きくなると、すべてのパラメー タで応力値が大きくなった。MUAおよびLRAシステムは、CRAシステムに比べ、インプラントが傾斜した状態での応力集中を軽減し、より均一な荷重分布を示した。この知見は、革新的なセメントレスLRAシステムが、特にCRAシス テムと比較して優れた生体力学的性能を示し、従来のCRAシステムやMUAシス テムの実現可能な代替となりうることを示唆している。

This study aimed to analyze the biomechanics of three abutment systems with distinct retention mechanisms and their impact on the implant-abutment interface (IAI). The finite element analysis method was used to model maxillary three-unit restorations with conventional cement-retained abutment (CRA), multi-unit abutment (MUA), and innovative cementless link-retained abutment (LRA) systems. Dental implants were positioned at 0°/0°, 15°/15°, and 25°/25° angulation combinations. Analyses were performed under 400 N vertical and 200 N oblique loading applied at a 45° angulation. The LRA system exhibited lower stress on the implants and abutments under both loading conditions, whereas the CRA system demonstrated the highest stress. In contrast, the maximum principal stresses within the peri-implant bone were the highest in the LRA system under both loading conditions. Despite greater IAI displacement in the molar region, no specific abutment system exhibited distinct superiority under different scenarios. Overall, an increase in implant angulation led to higher stress values across all parameters. The MUA and LRA systems demonstrated reduced stress concentration and more uniform load distribution compared with the CRA system under tilted implant configurations. The findings suggest that the innovative cementless LRA system may serve as a feasible alternative to conventional CRA and MUA systems, exhibiting superior biomechanical performance, particularly compared with the CRA system.