インプラント周囲の応力分布に及ぼすマクロ設計効果：光弾性応力解析

Macro design effects on stress distribution around implants: a photoelastic stress analysis.

• Serhat Emre Ozkir
• Hakan Terzioglu

抄録

目的:

バイオメカニクスは、インプラント支持人工関節を長期的に成功させるための主な要因の一つである。長期的な失敗の多くは、生体力学的な合併症に依存しています。インプラントのマクロ設計の影響を区別することが重要である。

OBJECTIVES: Biomechanics is one of the main factors for achieving long-term success of implant supported prostheses. Long-term failures mostly depend on biomechanical complications. It is important to distinguish the effects of macro design of the implants.

材料と方法:

本研究では、異なる角度で挿入した4種類のインプラントの光弾性応答を比較解析した。調査したインプラントの種類は，スクリューシリンダー（ITI，Straumann AG，バーゼル，スイス），段付きシリンダー（Frialit2，Friadent GmbH，マンハイム，ドイツ），ルートフォーム（Camlog Rootline，Alatatec，Wilshelm，ドイツ），およびインプラントネックにマイクロスレッドを備えた円筒形インプラント（Astra，AstraTech，Mölndal，スウェーデン）であった．試験モデルでは、一方のインプラントはまっすぐに挿入され、他方のインプラントは15°の角度で中腔方向に整列された。上部構造はシングルクラウンとして準備した。試験中は、150Nの荷重が修復物にかかりました。

MATERIALS AND METHODS: In this study, the photoelastic response of four different types of implants that were inserted with different angulations were comparatively analyzed. The implant types investigated were screw cylinder (ITI, Straumann AG, Basel, Switzerland), stepped cylinder (Frialit2, Friadent GmbH, Manheim, Germany), root form (Camlog Rootline, Alatatec, Wilshelm, Germany), and cylindrical implant, with micro-threads on the implant neck (Astra, AstraTech, Mölndal, Sweden). In the test models, one of the implants was inserted straight, while the other one was aligned mesially with 15° angles. The superstructures were prepared as single crowns. A 150N loading was applied to the restorations throughout the test.

結果:

インプラントデザインを比較した結果、ストレートインプラントでは有意な差は見られなかったが、傾斜したインプラントでは、段付きシリンダーインプラントが最も良好な応力分布を示した。最も好ましい応力集中は、根元形成インプラントの周辺に見られた。インプラントネック周辺のマイクロスレッドは、均一な応力分布に効果的であるように思われた。観察の結果、位置がずれたインプラントはストレートインプラントよりも 応力の発生が少ないことが示されたが、応力集中は均一ではなかった。

RESULTS: A comparison of the implant designs showed that there were no significant differences between the straight implants; however, between the inclined implants, the most favorable stress distribution was seen with the stepped cylinder implants. The least favorable stress concentration was observed around the root formed implants. Microthreads around the implant neck appeared to be effective in a homogenous stress distribution. Observations showed that misaligned implants caused less stress than straight implants, but the stress concentrations were not homogenous.

結論:

インプラントの種類によって観察可能な違いがあり、直線配置された円筒形インプラントでは応力分布特性が良く、傾斜したテーパリングインプラントでは応力分布特性が良くなっていることが分かりました。

CONCLUSION: As there were observable differences between the implant types, straight placed cylindrical implants showed better stress distribution characteristics, while inclined tapering implants had better stress distribution characteristics.