3ユニットインプラント支持固定式部分床義歯におけるインプラント保護咬合と咬合荷重咬合のインプラント周囲応力分布の比較評価：3次元有限要素解析による検討

Comparative evaluation of peri-implant stress distribution in implant protected occlusion and cuspally loaded occlusion on a 3 unit implant supported fixed partial denture: A 3D finite element analysis study.

抄録

目的:

有限要素解析を用いて、咬合スキームが咬頭荷重咬合とインプラントプロテクト咬合であるインプラント支持固定式部分床義歯のインプラント周囲応力分布を評価すること。

PURPOSE: To assess peri-implant stress distribution using finite element analysis in implant supported fixed partial denture with occlusal schemes of cuspally loaded occlusion and implant protected occlusion.

材料と方法:

片側遠位伸展を伴う部分的無歯顎症でD2骨を有する下顎の3次元有限要素モデルを作成した。下顎第2小臼歯部と下顎第2大臼歯部に直径4.2mm、長さ10mmのTi合金製同一インプラント2本を埋入し、下顎第1大臼歯ポンティックで補綴した。補綴物の咬合面には垂直荷重100N、斜め荷重70Nを負荷した。グループ1では咬合面を8点接触させ、グループ2では咬合面を3点接触させ、インプラント保護咬合とした。

MATERIALS AND METHODS: A 3-D finite element model of mandible with D2 bone with partially edentulism with unilateral distal extension was made. Two Ti alloy identical implants with 4.2 mm diameter and 10 mm length were placed in the mandibular second premolar and the mandibular second molar region and prosthesis was given with the mandibular first molar pontic. Vertical load of 100 N and and oblique load of 70 N was applied on occlusal surface of prosthesis. Group 1 was cuspally loaded occlusion with total 8 contact points and Group 2 was implant protected occlusion with 3 contact points.

結果:

グループ1の垂直荷重では、インプラントに14.3552Mpaの最大応力が発生した。一方、斜め荷重では、全体の応力は28.0732Mpaであった。垂直荷重のグループ2では、歯冠に最大応力が発生し、全体の応力は16.7682 Mpaであった。しかし、斜め荷重の場合、クラウンの応力と全体の応力は最大で22.7561 Mpaであった。グループ1とグループ2を比較すると、グループ1では、有害な斜め荷重により最大応力28.0732 Mpaが発生した。

RESULTS: In Group 1 for vertical load , maximum stress was generated over implant having 14.3552 Mpa. While for oblique load, overall stress generated was 28.0732 Mpa. In Group 2 for vertical load, maximum stress was generated over crown and overall stress was 16.7682 Mpa. But for oblique load, crown stress and overall stress was maximum 22.7561 Mpa. When Group 1 is compared to Group 2, harmful oblique load caused maximum overall stress 28.0732 Mpa in Group 1.

結論:

グループ1では、垂直荷重は高いインプラント応力を発生させ、斜め荷重は垂直荷重に比べて高い全体応力、皮質応力、歯冠応力を発生させた。グループ2では、斜め荷重は垂直荷重に比べ、全体的な応力、皮質応力、歯冠応力を多く発生させた。インプラント保護咬合は、咬頭側荷重咬合に比べ、有害な斜め方向のインプラント応力、歯冠応力、骨応力、全体応力が少なかった。

CONCLUSION: In Group 1, vertical load generated high implant stress, and oblique load generated high overall stresses, cortical stresses and crown stresses compared to vertical load. In Group 2, oblique load generated more overall stresses, cortical stresses, and crown stresses compared to vertical load. Implant protected occlusion generated lesser harmful oblique implant, crown, bone and overall stresses compared to cuspally loaded occlusion.