تاثیر پارامترهای هندسی ایمپلنت‌های دندانی و کیفیت استخوان اسفنجی بر الگوی تنش ناشی از جویدن

بی دندانی به عنوان عارضه‌ای جدی در سراسر جهان است و بیش از 276 میلیون نفر به آن مبتلا هستند. برای رفع این مشکل رویکرد اصلی استفاده از ایمپلنت‌های دندانی است. پارامترهای بیومکانیکی ایمپلنت‌ها، کیفیت استخوان اسفنجی و سطح تماس آن‌ها در تعیین طول عمر دندان‌های پروتزی حائز اهمیت است. بدین منظور در این پژوهش با شبیه سازی مدل ساده استخوان فک و ایمپلنت‌ها، ویژگی‌های مقیاسی و هندسی ایمپلنت و چگالی استخوان اسفنجی با روش المان محدود بررسی شدند تا میزان تاثیر گذاری نسبی روی الگوی توزیع تنش در مجموعه استخوان - ایمپلنت اندازه گیری شود. بدین منظور چهار قطر متفاوت برای ایمپلنت‌ها در نظر گرفته شد؛ همچنین، با درنظر گرفتن سه فاصله متفاوت برای مراکز ایمپلنت‌ها در استخوان فک اثر این پارامتر‌ها به هنگام تحمل‌ بار خمشی ناشی از جویدن، توسط ایمپلنت، بررسی شد. در نهایت برای مقایسه عملکرد سیستم ایمپلنت- استخوان در استخوان سالم و استخوان دچار پوکی، چهار تراکم متفاوت برای استخوان اسفنجی در نظر گرفته شد و تنش خطی نسبی، سنجیده شد. مقایسه‌ی تحلیل تنش ون مایزز مجموعه نشان داد توزیع تنش در ایمپلنت‌ها و استخوان به پارامتر‌های هندسی ایمپلنت بستگی دارد، مانند این که بیشینه تنش ایمپلنت برای تغییر قطر آن از 3.5 تا 4.25 میلی متر، دو برابر می‌شود و نتیجه مشابهی نیز برای چگالی استخوان اسفنجی بدست آمد. در نتیجه، می‌توان اظهار کرد که نسل بعدی اینچنین ایمپلنت‌ها به منظور افزایش طول عمر سیستم‌های دندان مصنوعی، باید به اندازه اجازه محدودیت تولید، مختص بیمار باشد.

The Contribution of Dental Implant Geometry and Cancellous Bone Quality on Stress Distribution Patterns Due to the Occlusal Force

Edentulous is a serious complication all around the world affecting more than 276 million people. The dental implant is the main approach to recover missed teeth. The longevity of the dental implants depends on implant biomechanical parameters, quality of cancellous bone and bone-implant interface. In this study, a simplified mandible model and implants postulated and geometric features of the implant and the cancellous bone density were analyzed using finite element method to determine their respective contributions on stress distribution pattern in bone-implant complex. For this purpose, four different diameters was considered for implants; also, three different distances for implant centers were considered for determining the effect of these parameters when the implant is loaded with the chewing force. Finally to compare implant-bone system performance in healthy and osteoporotic cancellous bones, four different densities for cancellous bone was allocated and respective stress contours were compared. The analysis of the Von Mises stress revealed that stress distribution in the implants and bone depends on the geometric parameters of the implant such that the maximum stress in the implant is doubled for changing the implant diameter from 3.5 to 4.25 mm and the same result obtained from study of cancellous bone density. In conclusion, one can state that next generation of such implants should be as much patient-specific as production limitation permit in order to increase the longevity of the prosthetic tooth systems.