短期間の歯科インプラントリハビリテーションの応力分布に及ぼす衝撃吸収性修復材料の影響について

The influence of the shock-absorbing restorative materials on the stress distributions of short dental implant rehabilitations.

• Z-L Huang
• J-Y Shi
• X Zhang
• Y-X Gu
• H-C Lai

抄録

目的:

衝撃吸収能力のある高分子材料は，短尺歯科インプラント（SDI）の応力分布を良好にする可能性がある．本研究では，3次元有限要素解析（FEA）を用いて，短尺インプラント・プロステーシス・コンプレックス（6mm）および標準インプラント・プロステーシス・コンプレックス（10mm）の応力分布に及ぼすアバットメントおよびクラウンの材質の影響を評価することを目的とした．

OBJECTIVE: Polymer materials with shock-absorbing ability may offer better stress distribution with short dental implants (SDI). The present study aimed to evaluate the effect of abutment and crown materials on the stress distributions in short implant-prosthesis-complex (6 mm) and standard implant-prosthesis-complex (10 mm) using 3D finite element analysis (FEA).

材料と方法:

下顎第一大臼歯のシングルインプラント修復をシミュレーションするために，ショートインプラント（6 mm）（Sグループ）とスタンダードインプラント（10 mm）（Cグループ）の2つのFEAモデルを設計した．各グループともアバットメント材はPEEKとジルコニアの2種類を使用し，クラウンはPEEKとPICN（Polymer-infiltrated ceramic-network）の2種類を使用しました。各中心窩に200Nの垂直方向の力を加えました。応力分布はvon Mises応力解析により評価した。

MATERIALS AND METHODS: Two FEA models were designed to simulated single implant restoration of mandibular first molar, one each for short implant (6 mm) (Group S) and standard implant (10 mm) (Group C). In each group, two abutment materials were used, Polyetheretherketone (PEEK) and Zirconia (Zr), with two types of crowns, PEEK and Polymer-infiltrated ceramic-network (PICN). A vertical force of 200 N was applied to each central fossa. Stress distribution was evaluated via the von Mises stress analysis.

結果:

PEEKアバットメントを使用した場合、PICNクラウンと比較してPEEKクラウンの方が応力が分散されていた。応力は，Tiベースのプラットフォームとアバットメントスクリューの頭部および中間部に集中していた。ジルコニアアバットメントでは，PEEKクラウンではアキシアルアングル部に応力が集中したが，PICNクラウンでは応力が分散した。また，Tiベースのコネクター部とアバットメントスクリューの中間部に応力が集中していた。インプラントでは，クラウン材，アバットメント材にかかわらず，2本のインプラントのネック部に応力が集中していた。また，PEEK材は，SDIのハイブリッド補綴に適していることがわかった。

RESULTS: Using the PEEK abutment, the stress was better dispersed with PEEK crowns, as compared to PICN crowns. The stress was concentrated on the platforms of Ti-bases and the head and middle part of abutment screws. In zirconia abutment, the stress was greatly concentrated on the axial angle regions when placed with the PEEK crowns, while the stress was dispersed when placed with PICN crowns. The stress was concentrated on the connector regions of Ti-bases and the middle part of abutment screws. For implants, the stress was concentrated on the neck of the two implants, regardless of crown materials and abutment materials. The PEEK materials were found to be suitable for the hybrid-retained prostheses of SDI.

おわりに:

今回の研究では，SDIのハイブリッド補綴物にはPEEK材が適していることがわかった。また、Zrアバットメントを使用する場合は、PICNクラウンが適していると考えられる。さらに、エビデンスを強化するために、これらの材料を比較したin-vivo臨床試験が必要である。

CONCLUSIONS: Our study indicates that the PEEK material is more suitable for the hybrid restorations of SDI. If the Zr abutment is used, the PICN crown would be better. Further, in-vivo clinical trials comparing these materials are needed to strengthen evidence.