تحليل پايداري ايمپلنت دنداني و بررسي تاثير عوامل موثر بر اتصال ايمپلنت- استخوان به كمك مدل اصطكاكي تماس

Dental implant stability analysis and investigating the influence of effective factors on bone-implant contact applying frictional model of contact

زمينه و هدف: جا به جايی ايمپلنت نسبت به استخوان و كيفيت تماس استخوان- ايمپلنت از عوامل مؤثر در پايداری ايمپلنت‌های دندانی می‌باشد. هدف از اين مطالعه، بررسی پايداری يك ايمپلنت دندانی كاشته شده در استخوان، به روش آناليز المان محدود غير خطی بود. به اين منظور، ميزان جا به جايی ايمپلنت نسبت به استخوان بر اساس نيروی اعمالی به ايمپلنت محاسبه و فاكتوری مناسب به عنوان ضريب اصطكاك، جهت تعيين كيفيت تماس ارايه گرديد. روش بررسی: برای تهيه مدل سه بعدی مورد نياز و به منظور مقايسه نتايج با مطالعات كلينيكی، از استخوان درشت نی خرگوش، عكس برداری سی‌ تی اسكن انجام شد. مدل جهت آناليز المان محدود غير خطی به نرم افزار آباكس انتقال يافته و تحليل ديناميكی تحت بارگذاری سيكليك و در نظر گرفتن شرايط مرزی انجام گرديد.يافته‌ها: منحنی‌های نيرو- جا به جايی نسبی ايمپلنت و استخوان در سطح تماس استخوان- ايمپلنت غير خطی شدند. به طور تقريبی ضريب اصطكاك كه معياری از ميزان جا به جايی نسبی و پايداری ايمپلنت می‌باشد، با نصف شدن نيروی تماسی عمودی دو برابر شد، در حاليكه ضريب اصطكاك با كاهش ضريب اصطكاك كولمب، كاهش يافت. نتيجه‌گيری: متغير ضريب اصطكاك كه بر اساس نمودارهای نيرو- جا به جايی محاسبه شده است، می‌تواند شاخصی مناسب برای تعيين پايداری ايمپلنت‌های دندانی باشد. كاهش نيروی تماس عمودی و استفاده از سطوح با ضريب اصطكاك بالاتر موجب بهبود كيفيت تماس استخوان- ايمپلنت و در نتيجه افزايش پايداری ايمپلنت‌های دندانی شد.

Background and Aims: Relative displacement of the implant with respect to bone and quality of bone-implant contact play critical roles in the dental implant stability. The goal of this study was to investigate the dental implant stability using non-linear finite elements method. Therefore, bone-implant relative displacement due to applied force to the implant was calculated, and then an appropriate factor for defining quality of bone-implant contact was presented.Materials and Methods: In order to develop a three dimensional model and compare the results with clinical studies, computed tomography (CT) scan data of a rabbit tibia was considered as a base. The model was exported to ABAQUS 6.9-1 to be analyzed using nonlinear finite elements method. Dynamic analysis was done on the model using the proper boundary condition and dynamic loads.Results: Force-displacement curves in bone-implant interface were nonlinear. Friction coefficient, which is a criterion for implant stability and relative displacement, approximately became doubled as the vertical contact force was halved. However, the friction coefficient decreased with reduction of coulomb frictional coefficient.Conclusion: Friction coefficient, which is calculated upon force-displacement curves, could be considered as a criterion to evaluate the dental implant stability. Decrease of the vertical contact force and also using rough surfaces improved the quality of bone-implant contact and stability of dental implant.