プロテーゼ-インプラント・アーチ面積比（PIAAR）-フルアーチ・インプラント・プロテーゼにおけるカンチレバーの現在の「A-Pスプレッド」に代わる新しい幾何学的パラダイム：概念実証実験

Prosthesis-Implant Arch Area Ratio (PIAAR) - A New Geometric Paradigm, Replacing the Current 'A-P Spread' of a Cantilever in Full-Arch Implant Prosthesis: A Proof-of-Concept Experiment.

抄録

目的:

固定式総義歯におけるカンチレバーの生体工学的側面を理解するために、前方-後方への広がりという概念が用いられている。この概念はエビデンスに基づくものではない。現代のインプラント歯学において、このような概念は他に存在しないため、従来の前方-後方への広がりの概念では、より精密で正確な生体力学的分析が制限されている可能性がある。本論文では、既存の前歯部-後歯部スプレッドの概念の代わりに、この新しい補綴物とインプラントのアーチ面積比を利用する科学的根拠を検証することを目的とする。

PURPOSE: The anterior-posterior spread concept is relied upon to understand the bioengineering aspects of cantilevers in fixed complete denture prostheses. This concept is not evidence-based. With no other category existing in contemporary implant dentistry, this conventional anterior-posterior spread concept may have limited more precise and accurate biomechanical analysis. This paper aims to validate a scientific rationale for utilizing this new prosthesis-implant arch area ratio instead of the preexisting anterior-posterior spread concept.

材料と方法:

3つの長さが既知で、角度の情報がない三角形の面積を計算できる「ヘロンの公式」という既存の数学的原理を利用し、代数的導出によって新しい人工歯-インプラント弓面積比を導入する。幾何学的に、補綴物カンチレバーの3つの異なるセクションが次のように定義される：(1)前方カンチレバー (2)側方カンチレバー (3)後方カンチレバー。補綴物アーチ面積比は、補綴物アーチ面積（前方カンチレバー、側方カンチレバー、後方カンチレバー）をプラットフォームアーチ面積と選択した補綴物アーチ面積の合計で割ったものとして定義される。概念実証実験として、15種類の実験室鋳造アーチ（n=15）を選択し、従来の前後広がり比1:1.5から4種類のインプラントプラットフォームを理論化し、Heronの式を用いてプラットフォームアーチ面積と人工歯アーチ面積を算出した。次に、前後的な広がりの一定の線形高さ比（1:1.5）の下で、3つの異なる水平アーチ幅比（1:1、1.25:1、1.5:1）を描画し、各患者シナリオで異なる実験グループの人工歯アーチ面積を割り当てた後、すべての比の値を組み合わせたカンチレバー比較を行った（n = 45）。統計解析には、一元配置分散分析およびTukeyのpost hoc多重比較検定を用いた。

MATERIALS AND METHODS: Utilizing the preexisting mathematical principle of "Heron's formula," enabling the calculation of the area of a triangle with three known lengths and no angular information, a new prosthesis-implant arch area ratio is introduced through algebraic derivation. Geometrically, three different sections of prosthetic cantilevers are defined as: (1) anterior cantilever; (2) lateral cantilever; (3) posterior cantilever. The prosthesis-implant arch area ratio is defined as the prosthesis arch area (anterior, lateral, or posterior cantilever) divided by the sum of the platform arch area and the selected prosthesis arch area. As a proof-of-concept experiment, fifteen different laboratory cast arches (n = 15) were chosen; theorized four implant platforms were referenced from the conventional anterior-posterior spread ration of 1:1.5, followed by calculating platform arch area and prosthesis arch area using Heron's formula. Then, three different horizontal arch width ratios (1:1, 1.25:1, and 1.5:1) under the constant linear height ratio of anterior-posterior spread (1:1.5) were drawn to assign different experimental groups of prosthesis arch area on each patient scenario, followed by cantilever comparison combining all ratio values (n = 45). One-way ANOVA and Tukey's post hoc multiple comparison tests were used for statistical analysis.

結果:

一元配置分散分析（One-way ANOVA）により、各カンチレバー群におけるすべての人工歯-インプラント弓部面積比の統計的差異が明らかになった；前方カンチレバー、F(2, 42) = 8.326, p = 0.0009、側方カンチレバーF(2, 42) = 43.92, p < 0.0001、後方カンチレバーF(2, 42) = 26.66, p < 0.0001、およびカンチレバーの比較F(2, 132) = 240.8, p < 0.0001であった。Tukeyのpost hoc検定では、水平幅比が大きくなるにつれて、人工歯とインプラントのアーチ面積比が統計的に有意な上昇傾向を示した。興味深いことに、後方カンチレバーの補綴物-インプラ ントアーチ面積比が最も大きかった。

RESULTS: One-way ANOVA revealed statistical differences of all prosthesis-implant arch area ratios on each cantilever group; anterior cantilever, F(2, 42) = 8.326, p = 0.0009; lateral cantilever F(2, 42) = 43.92, p < 0.0001; posterior cantilever, F(2, 42) = 26.66, p < 0.0001, as well as cantilever's comparison, F(2, 132) = 240.8, p < 0.0001. Tukey's post hoc test showed a statistically significant ascending trend of prosthesis-implant arch area ratio as the horizontal width ratio increases. Interestingly, the posterior cantilever had the greatest prosthesis-implant arch area ratio.

結論:

既存の前方-後方への広がりの概念と比較して、新しい補綴物-インプラント弓部面積比は、フルアーチインプラント支持補綴物における補綴物カンチレバーを評価するための、より分類された、幾何学的で鋭敏な方法であるように思われ、より高い特異性と一貫性で、異なるフルアーチインプラントの臨床シナリオをより体系的に指標化することを可能にする。

CONCLUSIONS: Compared to the preexisting anterior-posterior spread concept, a new prosthesis-implant arch area ratio seemed to be a more categorized, geometric, and perceptive modality of assessing the prosthetic cantilever in a full-arch implant-supported prosthesis, allowing a more systematic indexing of different full-arch implant clinical scenarios with greater specificity and consistency.