Сравнительный анализ стоматологических имплантатов

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ИМПЛАНТАТОВ

, , 1

Саратовский государственный университет им.

1Стоматологическая клиника «Ваш доктор»

e-mail: *****@***net, *****@***com

Согласно статистике, в России люди старше 40 лет в 90% случаев имеют 1 и более утраченных зубов, что обуславливает широкую потребность в дентальной имплантации. На сегодняшний день в стоматологии применяются имплантаты с различными формами абатментов (вставок в имплантат, предназначенных для установки зубного протеза). В большинстве случаев хирург использует имплантаты с абатментами той формы, которые имеются в наличии. Однако такой подход, не подразумевающий планирование операции с точки зрения механического анализа конструкции, в ряде случаев приводит к преждевременному выходу из строя всей системы «имплантат-протез» из-за эффекта усталости металла при циклическом нагружении.

Анализ напряженно-деформированного состояния имплантатов с абатментами различных поперечных сечений может позволить выбирать оптимальный с механической точки зрения вариант, что, в свою очередь, даст возможность продлить срок службы установленных конструкций [1].

На сегодняшний день существует четыре основных типа абатментов, применяемых в стандартных стоматологических имплантатах: круглого и эллиптического поперечного сечения, а также с сечением в виде правильного шестиугольника и шестиугольника со скругленными краями (Рисунок 1).

Рисунок 1. Основные формы поперечных сечений абатментов

В данной работе был проведен сравнительный анализ напряжений и деформаций, возникающих в имплантатах с абатментами различной формы при действии физиологических жевательных нагрузок, установленных в участке кости реального пациента.

Геометрическая модель кости пациента строилась на основе данных компьютерной томографии в программном комплексе SolidWorks [2]. Для расчетов методом конечных элементов были также созданы трехмерные модели имплантатов с четырьмя основными формами абатментов. Имплантаты размещались в кости на месте утраченного зуба (рисунок 2).

Рисунок 2. Участок кости с установленным имплантатом

Материалы кортикальной и губчатой кости считались идеально-упругими, изотропными. Модуль Юнга кортикальной кости был принят равным 12379 МПа, губчатой – 7261 МПа, коэффициент Пуассона принимался для обоих типов кости равным 0.3. Имплантат и абатмент выполнены из титана с модулем Юнга 1.2* 1011 Па и коэффициентом Пуассона равным 0.32. Участок кости был жестко закреплен на торцевых поверхностях.

К верхней грани абатмента прикладывалась распределенная сила в 1000 Н под углом в 30о к оси имплантата. Также к верхней грани прикладывался скручивающий момент 0.07 Н*м.

Расчет напряженно-деформированного состояния имплантата и кости проводился в конечно-элементном программном комплексе Ansys. В результате расчетов имплантатов с четырьмя типами абатментов были получены значения максимальных напряжений в имплантате и максимальных перемещений абатмента, представленные в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что наименьшие максимальные эквивалентные напряжения возникают в имплантатах с абатментами круглого поперечного сечения. Для них же характерны минимальные перемещения абатмента.

Таблица 1. Значения максимальных эквивалентных напряжений в имплантате и максимальных перемещений абатмента

Абатмент	Максимальные эквивалентные напряжение (Па)	Максимальные перемещения (мм)
Круглого сечения	3.77*108	5.21*10-2
Эллиптического сечения	6.72*108	1.21*10-1
6 угольного сечения	5.41*108	7.12*10-2
6 угольного сечения со скругленными углами	5.09 *108	7.10*10-2

Следует отметить, что практикующие хирурги-стоматологи отмечают, что в случае с круглым сечением в процессе эксплуатации возможно «прокручивание» такого абатмента, что приводит к дестабилизации конструкции. Исходя из этих соображений, оптимальными с точки зрения механики будут являться абатменты с поперечным сечение в виде шестиугольника со скругленными краями. «Прокручивание» в такой конструкции исключается за счет геометрических особенностей абатмента, в то время как в имплантате не возникает (в отличие от варианта с правильным шестиугольником) зон концентрации высоких напряжений, ведущих к быстрой усталости металла. При этом, кК видно из таблицы 1, значения максимальных напряжений и перемещений таких имплантатов довольно близки к варианту с круглым сечением.

Библиографический список

, , Биомеханическое изучение напряженно-деформированного состояния в области коротких дентальных имплантатов в системе костная ткань-имплантат-протез // Российская стоматология. 2013. Т. 1. C. 21-24. , , Возможности различных CAD-комплексов при построении математической модели костной ткани // Саратовский научно-медицинский журнал. 2013. Т. 9. № 3. С. 403–405.

Сведения об авторах

– к. ф.-м. н., доцент, г.

– к. ф.-м. н., доцент, г.

– к. м.н., доцент, г.

Вид доклада: устный (/ стендовый)