بررسي الگوي توزيع تنش در ايمپلنت‌هاي دارا وفاقد ريزپيچ با استفاده از روش اجزا محدود (A Finite Element Analysis)

A Study on Stress Distribution Pattern in Implants With and Without Microthread, Using FEM

خلاصه: سابقه و هدف: استفاده از ايمپلنت‌هاي دنداني در جايگزيني دندانهاي از دست رفته كاملا رايج و موثر شده است، محققين سعي در ساخت و طراحي جديد انواع ايمپلنت نموده اند، به نحوي كه بتواند بيشترين مقاومت را در برابر نيروهاي وارده (تنش) داشته باشد. اين تحقيق به بررسي الگوي توزيع نيروهاي عمودي و افقي در ايمپلنت‌هاي دارا و فاقد ريزپيچ با روش اجزاي محدود (F.E) پرداخته است. مواد و روشها: تحقيق با طراحي تجربي انجام و نرم افزار مجهز و پيشرفته 11Ansys براي مدل سازي، وارد كردن نيرو و ارزيابي نحوه توزيع تنش استفاده شده است. استخوان متراكم و اسفنجي در محدوده ايمپلنت با ابعاد طبيعي مدل سازي شد. در اين تحقيق سيستم ايمپلنت Implantium و Superline با قطر 30/4 و طول 12 ميلي متر، سيستم ايمپلنت Branemark MKIII و(Connect) T.B.R با قطر 4 و طول 13 ميلي متر مدل سازي شد. هر يك از مدل‌ها درون استخوان شبيه سازي شده قرار گرفت. نيروي عمودي 200، افقي 100 نيوتن و برآيند اين دو نيرو بر لينگوال اباتمنت وارد شد. ميزان تنش‌هاي افقي، عمودي، برشي، حداكثر تنش برشي و تنش معادل بدست آمد. يافته ها: تحت بارگذاري نيروهاي افقي و مايل، سيستم‌هاي داراي ريزپيچ ميزان تنش كمتري را نسبت به سيستم‌هاي فاقد ريزپيچ در باكال و لينگوال نشان دادند.همچنين سيستم فاقد ريزپيچ Branemark در سطح لينگوال كمترين و در سطح باكال بيشترين تنش را نشان داد. تحت بارگذاري نيروي عمودي سيستم‌هاي دارا و فاقد ريزپيچ رفتار متفاوتي را نشان دادند. سيستم T.B.R كمترين و Superline بيشترين تنش را نشان داد. سيستم Branemark بعد از Implantium در رتبه سوم قرار گرفت. نتيجه گيري: به نظر مي‌رسد تاثير ريزپيچ در نحوه توزيع تنش در استخوان، تحت بارگذاري‌هاي مختلف است. يعني دندانپزشك مي‌تواند از طريق انتخاب طرح خاص ايمپلنت، توزيع تنش را در استخوان‌هايي با كيفيت و كميت متفاوت كنترل نمايد.

Abstract: Background and Aim: Since today using dental implants which be substituted destroyed teeth is completly effective and current. The researchers make effort in design and making new generation of implants for having mere resistance against applied forces. This research has evaluated the pattern of horizontal and vertical forces distributed in implants with or without microthread using finite elements method. Materials and Methods: We have used the developed software Ansys 11 for modeling, applying forces and stress distribution evaluation. Cortical and Spongy bone in the limitation of implant with natural dimensions were modelled. In this research Superline and Implantium implant systems with the diameter of 4.3 mm & length of 12 mm, T.B.R (Connect) and Branemark MKIII implant system were modeled with the diameter of 4 mm & length of 13 mm, Each model were simulated in the bone. Vertical force of 200 N and horizontal force of 100 N and resultant of the force exerted to lingual abutment. The amount of vertical & horizontal stress and shear stresses and maximum shear stresses and equivalent stresses were measured. Results: Under horizontal and inclined(lateral) loading the microthread systems showed less stress in comparison with microthread less systems in buccal and lingual cases. More over Branemark system showed less stress in lingual level and highest stress in buccal level. Under loading of vertical forces the microthread and microthread less systems showed different behaviors. T.B.R system showed less stress and Superline showed highest stress and Branemark placed in the third level after implantium. Conclusion: The findings in this research showed considerably the effect of microthreads in the stress distribution in the bone under different loading. It means that the dentist can control the quality & quantity of stress distribution in bone through selecting special implant design.