effect of diameter, length and crown-to-implant ratio on the stress distribution around dental implants: finite element analysis

Introduction: dental implants are widely used to replace missing teeth. the crown-to-implant ratio is a determinant factor for the survival/success of dental implants. the aim of this study was to investigate the effect of diameter, length, and crown-to-implant ratio on the stress distribution around dental implants using the finite element analysis (fea) method. materials & methods: in this in vitro study, the cone-beam computed tomography (cbct) of a patient with an edentulous mandible was used to create a three-dimensional model. the model was uploaded into the mimics software and the contour model of the mandible was produced. the final file was uploaded into the abaqus software for fea. the mandibular first molar was simulated and reconstructed using six models and in accordance with implant dimensions (diameter: 4.1 and 4.8mm; length: 6,8,10mm) and axial forces of 200 n and angles of 0°, 15°, 30°, and 45°. the von mises stress was used to determine the yielding of materials under multifaceted loading from the results of uniaxial tensile tests. results: the maximum value of von mises stress, in all six models was observed in the implant, crown, and cortical and cancellous bones, respectively (491.7, 303.5, 205.8,52 mpa). the highest stress value in all models was observed in the implant neck and the stress levels were decreased towards the apical implant. the stress value around the implant increased with increasing crown-to-implant ratio (69.2, 77.6, 92.9 model <1, 1>1 respectively). conclusion: the stress value around the implant increased with increasing crown-to-implant ratio and inclination angle and decreasing diameter and length.

تاثیر قطر ،طول و نسبت تاج به ایمپلنت برروی توزیع استرس اطراف ایمپلنت های دندانی : مطالعه تحلیل اجزا محدود

مقدمه: ایمپلنت های دندانی به طور گسترده ای برای جایگزینی دندان های از دست رفته استفاده می شوند. نسبت تاج به ایمپلنت یک عامل تعیین‌کننده برای بقا/موفقیت ایمپلنت‌های دندانی است. هدف از این مطالعه بررسی اثر قطر، طول و نسبت تاج به ایمپلنت بر توزیع استرس در اطراف ایمپلنت‌های دندانی با استفاده از روش تحلیل اجزای محدود بود.مواد و روش‌ها: در مطالعه آزمایشگاهی حاضر، توموگرافی کامپیوتری با پرتو مخروطی (cbct) یک بیمار با بی‌دندانی فک پایین برای ایجاد یک مدل سه‌بعدی تهیه شد. مدل در نرم افزار mimics بارگذاری شد و مدل کانتور فک پایین تولید شد. فایل نهایی برای تحلیل اجزای محدود در نرم افزار abaqus بارگذاری شد. مولر اول فک پایین با استفاده از شش مدل و مطابق با ابعاد ایمپلنت (قطر: 4/1 و 4/8 میلی متر؛ طول: 6،8،10 میلی متر) و نیروهای محوری 200 نیوتن و زوایای 0 ، 15 ، 30 و 45درجه شبیه سازی و بازسازی شد. تنش فون مایز برای تعیین حد تسلیم مواد تحت بارگذاری چند وجهی با آزمایش‌های کششی تک محوری استفاده شد.یافته‌ها: بیشترین مقدار استرس فون مایز در هر شش مدل به ترتیب در ایمپلنت، تاج و استخوان‌های کورتیکال و اسفنجی (491/7,   303/5 , 205/8 , 52 مگاپاسکال) مشاهده شد. بیشترین مقدار تنش در تمام مدل ها در گردن ایمپلنت مشاهده شد و سطوح تنش به سمت ایمپلنت آپیکال کاهش یافت. مقدار تنش اطراف ایمپلنت با افزایش نسبت تاج به ایمپلنت افزایش یافت (به ترتیب 69/2، 77/6، 92/9 مدل  1<1,1>).نتیجه گیری: با افزایش نسبت تاج به ایمپلنت و زاویه شیب و کاهش قطر و طول، مقدار تنش اطراف ایمپلنت افزایش یافت.