異なるクラスプデザインを持つミニデンタルインプラントアシストRPDの応力分布パターン：3次元有限要素解析

Stress Distribution Pattern in Mini Dental Implant-Assisted RPD with Different Clasp Designs: 3D Finite Element Analysis.

抄録

はじめに:

可撤式部分床義歯（RPD）のコンポーネント、特に保定アームは、支持構造への負荷特性に大きな役割を果たします。

INTRODUCTION: The removable partial denture (RPD) components, especially the retentive arm, play a major role in the loading characteristic on supporting structures.

目的:

従来の可撤式部分義歯（CRPD）とミニデンタルインプラントアシスト遠位伸展可撤式部分義歯（IARPD）の間で、異なるクラスプデザインが支台歯、無歯顎隆起、MDIおよびインプラント周囲骨の応力分布パターン、最大フォンミーズ応力、平均静水圧に及ぼす影響を3次元有限要素解析（3D FEA）で評価・比較する。

OBJECTIVE: To evaluate and compare the effect of different clasp designs on the stress distribution pattern, maximum von Mises stress, and average hydrostatic pressure on abutment teeth, as well as edentulous ridges, mini dental implants (MDIs), and peri-implant bone between the conventional removable partial denture (CRPD) and mini dental implant-assisted distal extension removable partial denture (IARPD) using a three-dimensional finite element analysis (3D FEA).

材料と方法:

第2大臼歯部に両側MDIを装着した下顎アーチと、RPA、RPI、Akers、クラスプコンポーネントを装着していないケネディクラスI RPDフレームワークの3次元FEAモデルを作成した。遠位伸展部の両側で合計200Nの垂直荷重をかけ、3D FEAで応力を解析した。

MATERIALS AND METHODS: 3D FEA models of mandibular arches, with and without bilateral MDI at the second molar areas, and Kennedy class I RPD frameworks, with RPA, RPI, Akers, and no clasp component, were generated. A total of 200 N vertical load was bilaterally applied on both sides of distal extension areas, and the stress was analyzed by 3D FEA.

結果:

RPIクラスプデザインのIARPDの応力集中は、支台歯、MDI、インプラント周囲骨の舌側に多く、他のデザインは支持構造体の遠位側に認められた。また，RPDをMDIでアシストした場合，支台歯根面の最大von Mises応力は減少した．CRPDとIARPDのAkersクラスプデザインが最も高いvon Mises応力を示し，次いでRPAとRPIクラスプデザインが続いた．各群の平均静水圧は近似値であった。

RESULTS: The stress concentration of IARPD with RPI clasp design was located more lingually on abutment teeth, MDI, and peri-implant bone, while the other designs were observed distally on the supporting structures. The maximum von Mises stress on the abutment root surface was decreased when the RPDs were assisted with MDIs. The CRPD and IARPD with the Akers clasp design showed the highest von Mises stress followed by the designs with RPA and RPI clasp, respectively. The average hydrostatic pressure in each group was in approximation.

結論:

MDIを遠位伸展稜に配置することで、義歯支持構造への応力集中を軽減することができる。最大von Mises応力はクラスプコンポーネントの異なる設計によって影響を受ける．RPIクラスプを用いたCRPDとIARPDは、支持構造への応力を最も小さくすることができた。

CONCLUSION: The placement of MDIs on distal extension ridges helps to reduce the stress concentration on denture supporting structures. The maximum von Mises stress is affected by the different designs of clasp components. The CRPD and the IARPD with RPI clasp provide the least stress on supporting structures.