インプラントクラウンの材質がインプラント構成要素と骨応力分布に及ぼす影響の比較評価：3次元有限要素解析

Comparative Evaluation of the Effect of Implant Crown Materials on Implant Components and Bone Stress Distribution: A 3D Finite Element Analysis.

抄録

背景:

インプラント歯冠修復のための材料選択は、臨床において依然として困難である。本研究では、ポーセレン-フューズド-メタル（PFM）修復ではなくオールセラミック修復が、インプラントコンポーネント内および周囲骨の応力分布に与える影響を評価する。

BACKGROUND: Choosing implant crown materials for restoration remains challenging in clinical practice. This study assesses the impact of all-ceramic restoration instead of porcelain-fused-to-metal (PFM) restoration on the stress distribution within implant components and the surrounding bone.

方法:

下顎第2小臼歯の3D模型を4つ綿密に作製した。ジルコニア、二ケイ酸リチウム、ジルコニアリチウムシリケートのモノリシックセラミッククラウンをジルコニアハイブリッドアバットメントにセメントで固定したもの、PFMクラウンをジルコニアハイブリッドアバットメントにセメントで固定したもの、PFMクラウンをジルコニアハイブリッドアバットメントにセメントで固定したものである。対照群として、セメン タブルアバットメントにPFMクラウンをセメントで固定したものを選択した。咬合接触部に合計583Nの垂直荷重をかけた。フォンミーゼス応力解析を用いて、クラウンとインプラントのコンポーネント内の応力分布を解析した。周辺骨の応力分布の評価には主応力解析を用いた。

METHODS: Four 3D models of a mandibular second premolar were meticulously prepared. The study groups comprised zirconia, lithium disilicate, and zirconia lithium silicate monolithic ceramic crowns cemented onto a zirconia hybrid abutment. A PFM crown cemented onto a cementable abutment was chosen as the control group. A total vertical load of 583 N was applied to the occlusal contact areas. Stress distribution within the crown and implant components was analyzed using von Mises stress analysis. Principal stress analyses were employed to assess stress distribution in the peripheral bone.

結果:

PFMモデルは、他のモデルと比較して、インプラント（428.7MPa）とクラウン（79.7MPa）の両方で最も高いフォンミーゼス応力値を示した。オールセラミックモデルは、PFMモデルと比較して、アバットメント内の最大フォンミーゼス応力が約335MPaと最も高い値を示した。オールセラミックモデルのアバットメントとインプラントのフォンミーゼス応力は、PFMモデルの応力と比較して、それぞれ69%高く、20%低かった。スクリュー応力は、全グループで比較的一貫していた。海綿骨の主応力と皮質骨の最小主応力は、全モデルで一貫していた。

RESULTS: The PFM model exhibited the highest von Mises stress values for both the implant (428.7 MPa) and crown (79.7 MPa) compared to the other models. The all-ceramic models displayed the highest maximum von Mises stress within the abutment, approximately 335 MPa, compared to the PFM model. von Mises stresses of the abutment and implant in the all-ceramic models were 69% higher and 20% lower, respectively, than those in the PFM model. Screw stresses were relatively consistent across all groups. Principal stresses in spongy bone and minimum principal stress in cortical bone were consistent across all models.

結論:

ハイブリッドアバットメントを用いたオールセラミック修復は、セメン タブルアバットメントを用いた従来のPFM修復と異なり、インプラントとアバットメント のスクリューに悪影響を与えず、歯冠応力を軽減する。ハイブリッドアバットメント内の応力は、セメン タブルアバットメント内の応力よりも顕著に高かった。海綿骨の応力は、クラウンやアバットメントの種類に影響されなかった。

CONCLUSIONS: All-ceramic restoration with a hybrid abutment, as opposed to traditional PFM restoration with a cementable abutment, does not adversely affect the implant and abutment screw and reduces crown stresses. Stresses within hybrid abutments were notably higher than those within cementable abutments. Spongy bone stresses remained unaffected by the type of crown or abutment.