上顎前切歯のバイオメカニクス的特性、従来の即時インプラントとソケットシールドテクニック-有限要素解析と症例報告

Biomechanical characteristics of maxillary anterior incisor, conventional immediate implantation and socket shield technique - A finite element analysis and case report.

抄録

背景:

前歯部の唇側骨板の吸収や崩壊を防ぐために、即時埋入やソケットシールド法が前歯部の審美的なインプラント修復に適用されるようになってきている。

BACKGROUND: To prevent the absorption and collapse of the labial bone plate of the anterior teeth, immediate implantation and socket shield technique have been increasingly applied to anterior dental aesthetic implant restoration.

目的:

上顎前歯部のインプラント修復のバイオメカニクス的基礎を提供するために、有限要素解析を用いて、天然歯の異なる解剖学的部位、従来の即時インプラント法、およびソケットシールド法における応力のピークと分布を調査した。

OBJECTIVE: To provide a biomechanical basis for implant restoration of maxillary anterior teeth, finite element analysis was used to investigate the stress peak and distribution in different anatomical sites of natural teeth, conventional immediate implantation and socket shield technique.

方法:

上顎の有限要素モデルとして、天然歯である上顎切歯、従来の即時埋入法、ソケットシールド法の3種類を作成した。歯根、歯根膜（PDL）、インプラント、周囲の骨の界面のバイオメカニクス的挙動をシミュレートし、解析するために100Nの機械的荷重をかけた。

METHODS: Three maxillary finite element models were established, including a maxillary incisor as a natural tooth, a conventional immediate implantation and a socket shield technique. A mechanical load of 100 N was applied to simulate and analyze the biomechanical behavior of the root, periodontal ligament (PDL), implant and surrounding bone interface.

結果:

天然歯の応力分布は荷重下で比較的均一であった。歯根、歯根膜、皮質骨、海綿骨の最大von Mises応力は、それぞれ20.14MPa、2.473MPa、19.48MPa、5.068MPaであった。従来の即時埋入歯に荷重をかけた場合、応力は主にインプラントのネック部に集中した。インプラント表面の最大応力は102MPa、皮質骨は16.13MPa、海綿骨は18.29MPaであった。ソケットシールドテクニックを用いてインプラントに荷重をかけた場合、インプラントの応力分布は即時埋入と同様であった。インプラント表面の最大応力は100.5MPa、皮質骨は23.11MPa、海綿骨は21.66MPa、残存歯片は29.42MPa、歯根膜は1.131MPaであった。

RESULTS: The stress distribution of the natural tooth was relatively uniform under load. The maximum von Mises stress of the root, periodontal ligament, cortical bone and cancellous bone were 20.14 MPa, 2.473 MPa, 19.48 MPa and 5.068 MPa, respectively. When the conventional immediate implantation was loaded, the stress was mainly concentrated around the neck of implant. Maximum stress on the surface of the implant was 102 MPa, the cortical bone was 16.13 MPa, and the cancellous bone was 18.29 MPa. When the implantation with socket shield technique was loaded, the stress distribution of the implant was similar to that of immediate implantation. Maximum stress on the surface of the implant was 100.5 MPa, the cortical bone was 23.11 MPa, the cancellous bone was 21.66 MPa, the remaining tooth fragment was 29.42 MPa and the periodontal ligament of the tooth fragment was 1.131 MPa.

結論:

1.静的荷重下において、ソケットシールドテクノロジーと従来の即時埋入の両方が前歯部の審美修復を生物力学的にサポートできる。2.短期間の経過観察では、即時埋入とソケットシールド技術の両方が骨治癒と患者満足度を含む満足な臨床結果を達成した。3.応力分布は主にインプラントの頬側骨表面にあり、ソケットシールド技術と従来の即時埋入の両方で、インプラント置換後の頬側骨板の吸収と関連している。4.保持歯根片の存在は、骨移植片の隙間に影響を与えた。即時埋入では、応力のピークはインプラント埋入位置に近い皮質骨にあったが、ソケットシールド法では、応力のピークは保持歯根片に対応する皮質骨のネック部にあった。

CONCLUSIONS: 1. Under static loading, both socket shield technology and conventional immediate implantation can support the esthetic restoration of anterior teeth biomechanically. 2.Under short-term follow-up, both immediate implant and socket shield technology achieved satisfactory clinical results, including bone healing and patient satisfaction. 3.The stress distribution is mainly located on the buccal bone surface of the implant and is associated with resorption of the buccal bone plate after implant replacement in both socket shield technology and conventional immediate implantation. 4.The presence of retained root fragment had an impact on the bone graft gap. In immediate implantation, the peak stress was located in the cortical bone near the implant position, while in socket shield technology, the peak stress was at the neck of the cortical bone corresponding to the retained root fragment.