DOI:

10.37988/1811-153X_2023_1_106

Конечно-элементный анализ влияния угла приложения силы и смещения при операциях дентальной имплантации

Загрузки

Авторы

  • П.О. Гришин 1, к.м.н., доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии
    ORCID: 0000-0002-8232-381X, AuthorID: 825683
  • Г.Т. Салеева 1, д.м.н., профессор, зав. кафедрой ортопедической стоматологии
    ORCID: 0000-0001-9751-0637, AuthorID: 428011
  • Р.А. Салеев 1, д.м.н., профессор кафедры ортопедической стоматологии, декан стоматологического факультета
    ORCID: 0000-0003-3604-7321, AuthorID: 428010
  • Е.В. Мамаева 1, д.м.н., профессор кафедры стоматологии детского возраста
    ORCID: 0000-0002-4087-2212, AuthorID: 376553
  • Е.А. Калинникова 2, ординатор кафедры хирургической стоматологии
    ORCID: 0000-0003-3828-614X
  • 1 Казанский ГМУ, 420012, Казань, Россия
  • 2 Институт усовершенствования врачей Министерства здравоохранения Чувашской Республики, 428018, Чебоксары, Россия

Аннотация

Цель — определить величину напряжений в костной ткани, окружающей имплантат при расположении его вертикально или конфигурации смещения с оценкой эффекта осевой и неаксиальной нагрузки. . Для определения и сравнения величины напряжений в имплантате, костной ткани, окружающей имплантат, интерфейсе «имплантат—кость» и «абатмент—имплантат», а также выработки оптимальных вариантов при расположении имплантатов в различных конфигурациях (прямой линии или под углом) был проведен трехмерный конечно-элементный анализ (МКЭ) при разных углах наклона имплантата. В качестве примера были смоделированы цилиндрический имплантат BioSink и конический Vega (Humana Dental) диаметром 3,5 мм и длиной 11,5 мм с соответствующими абатментами, закрепленные винтом. Данная модель МКЭ позволяет моделировать различные клинические ситуации и определять лучший вариант размещения имплантата и протетической конструкции с биомеханической точки зрения. . Максимальное напряжение в костной ткани, окружающей имплантат, выявлено с вертикальной нагрузкой имплантата. Изменение угла приложения силы на 10° привело к увеличению напряжения в костной ткани, окружающей имплантат. При этом созданное смещение приводит к полной компенсации увеличения напряжения. В моделях при лингвальном и буккальном расположении имплантатов основные показатели напряжения по Мизесу возникли при вертикальной нагрузке на мезиальную и дистальную области имплантата. Наиболее высокое напряжение было отмечено в области шейки имплантатов как для прямой, так и для угловой системы. При этом не выявлены концентрации напряжения на внутренних и внешних углах имплантатов, расположенных под углом, а также в области периимплантной щели вдоль тела имплантата или на вершине. . Угол установки имплантата оказывает значительное влияние на величину и распределение напряжений в самом имплантате и особенно в кости. Наименьшее напряжение в костной ткани, окружающей имплантат, выявлено при вертикальной нагрузке имплантата (6,7—7,2 МПа). С увеличением угла расположения имплантатов значительно увеличиваются максимальные эквивалентные напряжения в интерфейсе «имплантат—кость» вплоть до роста в несколько раз при установке имплантата под углом 30°.

Ключевые слова:

стоматология, дентальные имплантаты, математическое моделирование, трехмерный конечноэлементный анализ, напряжение, угол наклона

Для цитирования

[1]
Гришин П.О., Салеева Г.Т., Салеев Р.А., Мамаева Е.В., Калинникова Е.А. Конечно-элементный анализ влияния угла приложения силы и смещения при операциях дентальной имплантации. — Клиническая стоматология. — 2023; 26 (1): 106—113. DOI: 10.37988/1811-153X_2023_1_106

Список литературы

  1. Chrcanovic B.R., Kisch J., Albrektsson T., Wennerberg A. Factors influencing the fracture of dental implants. — Clin Implant Dent Relat Res. — 2018; 20 (1): 58—67. PMID: 29210188
  2. Doganay O., Kilic E. Comparative finite element analysis of short implants with different treatment approaches in the atrophic mandible. — Int J Oral Maxillofac Implants. — 2020; 35 (4): e69-e76. PMID: 32724926
  3. de Souza Rendohl E., Brandt W.C. Stress distribution with extra-short implants in an angled frictional system: A finite element analysis study. — J Prosthet Dent. — 2020; 124 (6): 728.e1—728.e9. PMID: 32694020
  4. Farronato D., Manfredini M., Stevanello A., Campana V., Azzi L., Farronato M. A Comparative 3D Finite Element Computational Study of Three Connections. — Materials (Basel). — 2019; 12 (19): 3135. PMID: 31561421
  5. Абакаров С.И., Сорокин Д.В., Лапушко В.Ю., Абакарова С.С. Напряженно-деформированное состояние несъемного протеза на имплантантах в процессе цементирования в зависимости от угла наклона стенок абатмента. — Клиническая стоматология. — 2022; 4: 150—158. eLIBRARY ID: 49940630
  6. Гришин П.О., Мамаева Е.В., Калинникова Е.А., Козлов А.В., Кушнир Е.Н., Чигарина С.Е. Влияние микроструктуры поверхности, конструктивных и размерных особенностей дентальных имплантатов на их стабильность и процесс остеоинтеграции при проведении непосредственной и отсроченной имплантации. Часть II. — Современная стоматология. — 2021; 4 (108): 34—38. eLIBRARY ID: 47294872
  7. Makary C., Menhall A., Zammarie C., Lombardi T., Lee S.Y., Stacchi C., Park K.B. Primary stability optimization by using fixtures with different thread depth according to bone density: A clinical prospective study on early loaded implants. — Materials (Basel). — 2019; 12 (15): 2398. PMID: 31357620
  8. Marenzi G., Spagnuolo G., Sammartino J.C., Gasparro R., Rebaudi A., Salerno M. Micro-scale surface patterning of titanium dental implants by anodization in the presence of modifying salts. — Materials (Basel). — 2019; 12 (11): 10. PMID: 31151141
  9. Fiorillo L., Cicciù M., D'Amico C., Mauceri R., Oteri G., Cervino G. Finite element method and Von Mises investigation on bone response to dynamic stress with a novel conical dental implant connection. — Biomed Res Int. — 2020; 2020: 2976067. PMID: 33102577
  10. Bahuguna R., Anand B., Kumar D., Aeran H., Anand V., Gulati M. Evaluation of stress patterns in bone around dental implant for different abutment angulations under axial and oblique loading: A finite element analysis. — Natl J Maxillofac Surg. — 2013; 4 (1): 46—51. PMID: 24163552
  11. Rizzo R., Quaranta A., De Paoli M., Rappelli G., Piemontese M. Three-dimensional bone augmentation and immediate implant placement via transcrestal sinus lift: 8-year clinical outcomes. — Int J Periodontics Restorative Dent. — 2018; 38 (3): 423—429. PMID: 29641633
  12. Paracchini L., Barbieri C., Redaelli M., Di Croce D., Vincenzi C., Guarnieri R. Finite element analysis of a new dental design optimized for the desirable stress distribution in surrounding done region. — Prosthesis. — 2020; 2 (3): 225—236. DOI: 10.3390/prosthesis2030019.
  13. Hussein F.A., Salloomi K.N., Abdulrahman B.Y., Al-Zahawi A.R., Sabri L.A. Effect of thread depth and implant shape on stress distribution in anterior and posterior regions of mandible bone: A finite element analysis. — Dent Res J (Isfahan). — 2019; 16 (3): 200—207. PMID: 31040877
  14. Kilic E., Doganay O. Evaluation of stress in tilted implant concept with variable diameters in the atrophic mandible: Three-dimensional finite element analysis. — J Oral Implantol. — 2020; 46 (1): 19—26. PMID: 31647683
  15. Seo J.G., Cho J.H. Clinical outcomes of rigid and non-rigid telescopic double-crown-retained removable dental prostheses: An analytical review. — J Adv Prosthodont. — 2020; 12 (1): 38—48. PMID: 32128085
  16. Shi M., Li H., Liu X. Multidisciplinary design optimization of dental implant based on finite element method and surrogate models. — Journal of Mechanical Science and Technology. — 2017; 31: 5067—5073. DOI: 10.1007/S12206-017-0955-X

Загрузки

Поступила

21.11.2022

Принята

21.02.2023

Опубликовано

22.03.2023