外側六角柱インプラントの応力分布と力の評価．3次元有限要素法による解析

Evaluation of Stress Distribution and Force in External Hexagonal Implant: A 3-D Finite Element Analysis.

抄録

目的:

3つの異なる角度でクラウンを装着したエクスターナルヘキサゴンインプラントの応力分布と力の方向を解析する。

PURPOSE: To analyze the stress distribution and the direction of force in external hexagonal implant with crown in three different angulations.

材料と方法:

舌側に0度，5度，10度の傾斜をつけた場合のフォンミーゼス応力と力の方向を解析するために，合計60個の幾何学的モデルのサンプルを使用した．フォンミーゼス応力と力の分布は，硬骨の節で評価し，ANSYS 12.1を用いて有限要素解析を行った。応力分布と力を計算するために，舌側傾斜が0度，5度，10度のインプラントA1，インプラントA2，インプラントA3と，インプラントB1，インプラントB2，インプラントB3のグループに分類し，ラベルを付けた．グループ間およびグループ内での比較は，ANOVA検定を用いて行った。0.05以下の値を統計的に有意とした。

MATERIALS AND METHODS: A total of 60 samples of geometric models were used to analyze von Mises stress and direction of force with 0-, 5-, and 10-degree lingual tilt. Von Mises stress and force distribution were evaluated at nodes of hard bone, and finite element analysis was performed using ANSYS 12.1 software. For calculating stress distribution and force, we categorized and labeled the groups as Implant A1, Implant A2, and Implant A3, and Implant B1, Implant B2, and Implant B3 with 0-, 5-, and 10-degree lingual inclinations, respectively. Inter- and intra-group comparisons were performed using ANOVA test. A -value of ≤0.05 was considered statistically significant.

結果:

3つのモデルすべてにおいて，インプラントモデルA3ではインプラント表面に最大応力が発生し（86.61），モデルA1では硬骨に最小応力が発生した（26.21）．また，3つのモデルすべてにおいて，3つの平面に沿った力の方向は，モデルB1ではDX方向に最大（0.01025），DZ方向に最小（0.002）であった。

RESULTS: In all the three models, overall maximum stress was found in implant model A3 on the implant surface (86.61), and minimum was found on model A1 in hard bone (26.21). In all the three models, the direction of force along three planes was maximum in DX (0.01025) and minimum along DZ (0.002) direction with model B1.

おわりに:

von Mises応力の最大値と軸方向の力の方向は，10度の角度のインプラントで最大となった。このように，エクスターナルヘックスインプラントでは，インプラントの傾斜が応力集中や力に影響することが明らかになった。

CONCLUSION: Maximum von Mises stress and the direction of force in axial direction was found at the maximum with the implant of 10 degrees angulation. Thus, it was evident that tilting of an implant influences the stress concentration and force in external hex implants.