تاثير پارامترهاي هندسي ايمپلنت‌هاي دنداني و كيفيت استخوان اسفنجي بر الگوي تنش ناشي از جويدن

The Contribution of Dental Implant Geometry and Cancellous Bone Quality on Stress Distribution Patterns Due to the Occlusal Force

بي دنداني به عنوان عارضه‌اي جدي در سراسر جهان است و بيش از ۲۷۶ ميليون نفر به آن مبتلا هستند. براي رفع اين مشكل رويكرد اصلي استفاده از ايمپلنت‌هاي دنداني است. پارامترهاي بيومكانيكي ايمپلنت‌ها، كيفيت استخوان اسفنجي و سطح تماس آن‌ها در تعيين طول عمر دندان‌هاي پروتزي حائز اهميت است. بدين منظور در اين پژوهش با شبيه سازي مدل ساده استخوان فك و ايمپلنت‌ها، ويژگي‌هاي مقياسي و هندسي ايمپلنت و چگالي استخوان اسفنجي با روش المان محدود بررسي شدند تا ميزان تاثير گذاري نسبي روي الگوي توزيع تنش در مجموعه استخوان - ايمپلنت اندازه گيري شود. بدين منظور چهار قطر متفاوت براي ايمپلنت‌ها در نظر گرفته شد؛ همچنين، با درنظر گرفتن سه فاصله متفاوت براي مراكز ايمپلنت‌ها در استخوان فك اثر اين پارامتر‌ها به هنگام تحمل‌ بار خمشي ناشي از جويدن، توسط ايمپلنت، بررسي شد. در نهايت براي مقايسه عملكرد سيستم ايمپلنت- استخوان در استخوان سالم و استخوان دچار پوكي، چهار تراكم متفاوت براي استخوان اسفنجي در نظر گرفته شد و تنش خطي نسبي، سنجيده شد. مقايسه‌ي تحليل تنش ون مايزز مجموعه نشان داد توزيع تنش در ايمپلنت‌ها و استخوان به پارامتر‌هاي هندسي ايمپلنت بستگي دارد، مانند اين كه بيشينه تنش ايمپلنت براي تغيير قطر آن از 3.5 تا 4.25 ميلي متر، دو برابر مي‌شود و نتيجه مشابهي نيز براي چگالي استخوان اسفنجي بدست آمد. در نتيجه، مي‌توان اظهار كرد كه نسل بعدي اينچنين ايمپلنت‌ها به منظور افزايش طول عمر سيستم‌هاي دندان مصنوعي، بايد به اندازه اجازه محدوديت توليد، مختص بيمار باشد.

Edentulous is a serious complication all around the world affecting more than 276 million people. The dental implant is the main approach to recover missed teeth. The longevity of the dental implants depends on implant biomechanical parameters, quality of cancellous bone and bone-implant interface. In this study, a simplified mandible model and implants postulated and geometric features of the implant and the cancellous bone density were analyzed using finite element method to determine their respective contributions on stress distribution pattern in bone-implant complex. For this purpose, four different diameters was considered for implants; also, three different distances for implant centers were considered for determining the effect of these parameters when the implant is loaded with the chewing force. Finally to compare implant-bone system performance in healthy and osteoporotic cancellous bones, four different densities for cancellous bone was allocated and respective stress contours were compared. The analysis of the Von Mises stress revealed that stress distribution in the implants and bone depends on the geometric parameters of the implant such that the maximum stress in the implant is doubled for changing the implant diameter from 3.5 to 4.25 mm and the same result obtained from study of cancellous bone density. In conclusion, one can state that next generation of such implants should be as much patient-specific as production limitation permit in order to increase the longevity of the prosthetic tooth systems.