3種類のフレームワーク材料を用いた4種類の可撤式部分義歯の機械的機能に関する3次元有限要素解析．CoCr、Ti-6Al-4V合金、PEEKの3種類のフレームワークを用いて、4つのデザインの機械的機能を3次元有限要素法で解析した

A three-dimensional finite element analysis of mechanical function for 4 removable partial denture designs with 3 framework materials: CoCr, Ti-6Al-4V alloy and PEEK.

抄録

ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）は、可撤式部分床義歯（RPD）のフレームワークに用いられる新しい材料である。しかし，PEEKフレームワークがチタン合金（Ti-6Al-4V）やコバルトクロム合金（CoCr）と同様に口腔組織への応力分布や咀嚼力による変位があるかどうかは不明であり，検討の余地がある．患者の口腔内データをCBCTおよびマスターモデルスキャンにより取得した．3Shapeデンタルシステムで4つのRPDを設計し，3次元有限要素解析でモデルを加工した．試験した3つの材料のうち，PEEKは歯根膜（PDL）の最大フォンミーゼス応力（VMS）が最も小さく，粘膜の最大VMSが最も大きく，フレームワークの自由端の変位が最大で，フレームワークの最大VMSが最も小さい．その結果，PEEKフレームワークはPDLに対する保護効果が高く，歯周状態の悪い患者への適用が示唆された．しかし，咀嚼力によるフリーエンドの最大変位は義歯の安定に寄与せず，粘膜への負担が大きいことから，PEEKは後方歯の喪失が多いフリーエンド義歯の患者には不適当であると考えられた．

Polyetheretherketone (PEEK) is a new material used for the frameworks of removable partial dentures (RPD). The questions whether the PEEK framework has similar stress distribution on oral tissue and displacement under masticatory forces as titanium alloy (Ti-6Al-4V) or cobalt-chromium alloy (CoCr) remain unclear and worth exploring. A patient's intraoral data were obtained via CBCT and master model scan. Four RPDs were designed by 3Shape dental system, and the models were processed by three-dimensional finite element analysis. Among three materials tested, PEEK has the lowest maximum von Mises stress (VMS) on periodontal ligament (PDL), the greatest maximum VMS on mucosa, the maximum displacement on free-end of framework, and the lowest maximum VMS on framework. Results suggested that PEEK framework has a good protective effect on PDL, suggesting applications for patients with poor periodontal conditions. However, the maximum displacement of the free-end under masticatory force is not conducive for denture stability, along with large stress on the mucosa indicate that PEEK is unsuitable for patients with more loss of posterior teeth with free-end edentulism.