単一ユニットインプラント支持修復物における応力分布に及ぼすアバットメントおよび修復冠材料の相違の影響：3次元有限要素法による応力解析

The effect of different abutment and restorative crown materials on stress distribution in single-unit implant-supported restorations: A 3D finite element stress analysis.

抄録

目的:

ジルコニアおよびチタンのアバットメント材をモデルとして、レジン含有または非含有の修復物が、歯槽骨、インプラント、および補綴冠の応力分布に及ぼす影響を、3D有限要素応力解析により評価すること。

PURPOSE: To evaluate the effect of restorative materials with or without resin content, modeled on zirconia and titanium abutment materials, on the stress distribution on the alveolar bone, implant, and prosthetic crowns with a 3D finite element stress analysis.

材料と方法:

チタンアバットメントとジルコニアアバットメントを3種類のインプラント支持冠材料（ポリマーインフィルトレーテッドハイブリッドセラミック（PICN）、二ケイ酸リチウム（LD）、ジルコニア強化ケイ酸リチウム（ZLS））と組み合わせ、6つの実験グループを作成した。40×30×20mmの歯槽骨、3.75×10mmのインプラント、審美的アバットメント、およびアバットメント上に接着した上顎第一小臼歯クラウンを有限要素モデルの構成要素とした。クラウンの舌側咬頭には，頬舌側方向に30°の角度で150 Nの咬合荷重を負荷した．作成したモデルの応力分布の定性的および定量的評価には、等価フォンミーゼス応力と最大および最小主応力を用いた。

MATERIAL AND METHODS: Titanium and zirconia abutments were combined with three implant-supported crown materials (polymer infiltrated hybrid ceramic (PICN), lithium disilicate (LD), and zirconia-reinforced lithium silicate (ZLS)) to create six experimental groups. The 40 × 30 × 20 mm alveolar bone, 3.75 × 10 mm implant, esthetic abutment, and maxillary first premolar crown bonded over the abutment were the components of the finite element models. On the lingual cusp of the crown, the 150 N occlusal loading was applied in the buccolingual direction at a 30° angle. Equivalent von Mises stress and maximum and minimum principal stresses were used for both the qualitative and quantitative evaluation of the stress distribution of the created models.

結果:

インプラントとアバットメントのフォンミーゼス応力は、クラウンの材質によって違いはなかった。ジルコニアアバットメントを使用した場合、アバットメントのフォンミーゼス応力値は高くなったが、インプラントの応力値は低くなった。応力値が最も高かったのは、ZLS冠（196.65MPa）とLD冠（194.05MPa）であった。チタン製アバットメントの使用は，クラウンの材質にかかわらず，ジルコニア製アバットメントよりも修復用クラウンのvon Mises応力値が高くなった．歯槽骨の主応力値は、すべてのモデルで同様の分布と集中を示した。

RESULTS: The von Mises stress in implant and abutment did not differ according to the crown materials. The use of a zirconia abutment resulted in higher von Mises stress values in the abutment but lower stress values in the implant. The highest stress values were obtained in ZLS (196.65 MPa) and LD (194.05 MPa) crowns. The use of titanium abutments, regardless of crown materials, resulted in higher von Mises stress values in restorative crowns than in zirconia abutments. The principal stress values in alveolar bone showed similar distribution and concentration in all models.

結論:

クラウンの材質の変更は、インプラントと周辺骨の応力分布には影響しなかった。しかし、ジルコニアエステティックアバットメントでは、インプラントへの応力集中がより低くなった。

CONCLUSIONS: Changes in crown material did not affect stress distribution in the implant and peripheral bone. However, the zirconia esthetic abutment resulted in a lower stress concentration on the implant.