日本語AIでPubMedを検索
歯科インプラント周囲骨組織への衝撃損傷のシミュレーション解析
Simulation analysis of impact damage to the bone tissue surrounding a dental implant.
PMID: 32332927 PMCID: PMC7181623. DOI: 10.1038/s41598-020-63666-5.
抄録
歯科インプラントは一過性の外部衝撃を受けることがあります。インプラントの骨損傷に対する衝撃力の影響をシミュレートすることは、骨損傷の評価や治療の指針となるために非常に重要です。本研究では、ニュージーランド産ウサギの大腿骨頸部にインプラントを挿入した動物モデルを構築した。オッセオインテグレーションの良好なインプラントに衝撃力を加えた。この動物モデルのデータをもとに、3次元有限要素モデルを構築した。骨組織の損傷過程は，大腿骨の動的力学特性を組み合わせたAbaqus 6.13を用いてシミュレートした．動物実験の結果と数値シミュレーションデータを比較することで、骨損傷の特徴を解析した。衝撃後、インプラント周囲の皮質骨とインプラント底部の海綿骨が損傷を受けやすいことがわかった。損傷の程度は、荷重の方向や衝撃の大きさと相関していた。横方向の荷重は海綿骨を損傷する可能性が高かった。衝撃力によって形成された応力波は、インプラントと骨の界面やインプラント周囲の海綿骨を損傷させる可能性がある。数値シミュレーションのデータは動物実験のデータと一致しており、患者さんの病歴に基づいた十分な検査・評価の重要性が浮き彫りになりました。
Dental implant may suffer transient external impacts. To simulate the effect of impact forces on bone damage is very important for evaluation of damage and guiding treatment in clinics. In this study, an animal model was established by inserting an implant into the femoral condyle of New Zealand rabbit. Implant with good osseointegration was loaded with impact force. A three-dimensional finite element model was established based on the data of the animal model. Damage process to bone tissue was simulated with Abaqus 6.13 software combining dynamic mechanical properties of the femur. The characteristics of bone damage were analyzed by comparing the results of animal testing with numerical simulation data. After impact, cortical bone around the implant and trabecular at the bottom of the implant were prone to damage. The degree of damage correlated with the direction of loading and the magnitude of the impact. Lateral loading was most likely performed to damage cancellous bone. The stress wave formed by the impact force can damage the implant-bone interface and peri-implant trabeculae. The data from numerical simulations were consistent with data from animal experiments, highlighting the importance of a thorough examination and evaluation based on the patient's medical history.