All-on-Fourコンセプトによる即時荷重インプラントのバイオメカニクス的解析

Biomechanical analysis of immediately loaded implants according to the "All-on-Four" concept.

抄録

目的:

本研究の目的は、All-on-Fourコンセプトに基づき、下顎無歯顎に即時荷重したインプラントのバイオメカニクス的挙動を検討することである。

PURPOSE: The purpose of this study was to investigate the biomechanical behavior of immediately loaded implants in an edentulous mandible according to the "All-on-Four" concept.

方法:

無歯顎の3次元有限要素モデルを作成した。All-on-Fourコンセプトに基づき，4本のインプラントが両側の心耳孔の間に埋入された．両側第一大臼歯の間にチタンまたはアクリルレジンからなるフレームワークがモデル化された．即時荷重と遅延荷重のプロトコルをシミュレートしました．カンチレバーまたは遠位インプラントのアバットメント領域に200Nの垂直荷重をかけ、カンチレバーがない状態を模擬した。

METHODS: A 3D-finite element model of an edentulous mandible was constructed. Four implants were placed between the bilateral mental foramen according to "All-on-Four" concept. A framework made of titanium or acrylic resin between the bilateral first molars was modeled. Immediate loading and a delayed loading protocol were simulated. A vertical load of 200N was applied at the cantilever or on the abutments region of the distal implants, simulating the absence of a cantilever.

結果:

即時荷重モデルにおける主圧縮ひずみのピークは、非カンチレバー荷重時およびカンチレバー荷重時に、それぞれ遅延荷重モデルに比べて24.0～35.8％および26.4～39.0％増加することが示された。荷重位置は，主圧縮ひずみおよび主引張ひずみの値に大きく影響した。非片持梁荷重における主圧縮ひずみのピークは，片持梁荷重におけるものに比べて45.3∼52.6%減少した。骨格の材質は圧縮および引張ひずみのピーク値に影響を及ぼさなかった．即時荷重モデルにおける骨-インプラント界面の最大微動は7.5～14.4μmであった．

RESULTS: The peak principal compressive strains in the immediate loading models resulted in 24.0-35.8% and 26.4-39.0% increases compared with the delayed loading models under non-cantilever loading and cantilever loading, respectively. The loading position greatly affected the principal compressive and tensile strain values. The peak principal compressive strains in non-cantilever loading resulted in a 45.3-52.6% reduction compared with those in cantilever loading. The framework material did not influence the peak compressive and tensile strain. The maximum micromotion at the bone-implant interface in the immediate loading models was 7.5-14.4μm.

結論:

カンチレバーを用いない下顎固定式総アーチ人工歯根は，カンチレバーと比較して治癒期間中のインプラント周囲骨の歪みを良好に減少させる可能性がある．即時荷重モデルにおいて，最大マイクロモーションはインプラントのオッセオインテグレーションが問題なく行われるための許容範囲内であった．フレームワークの材質は，インプラント周囲の骨ひずみと骨-インプラント界面の微小動揺の低減に重要な役割を果たさなかった．

CONCLUSIONS: Mandibular fixed full-arch prostheses without cantilevers may result in a favorable reduction of the peri-implant bone strain during the healing period, compared with cantilevers. The maximum micromotion was within the acceptable limits for uneventful implant osseointegration in the immediate loading models. Framework material did not play an important role in reducing the peri-implant bone strain and micromotion at the bone-implant interface.