상악전치부 임플란트의 지대주 각도에 따른 응력분포에 관한 유한요소분석

Abstract

지대주의 형태나 연결방식에 따라 임플란트와 주위 치조골에 미치는 응력이 다르므로 상악 전치부 임플란트의 성공률을 높이기 위해서 지대주의 형태나 연결방식에 따른 응력의 분포와 정도를 연구하여 상악 전치부 임플란트 식립시에 임플란트와 지대주의 선택기준을 마련하는 것이 필요하다 하겠다. 이 연구의 목적은 상악 전치가 상실된 부분에 임플란트 시술시 다른 연결 방식을 갖는 임플란트를 식립 하였을 경우와 동일 임플란트 고정체에 경사각도가 다른 지대주를 연결하고 두 가지 조건의 하중을 가했을 때 임플란트 주위 치조골과 임플란트에 미치는 응력 및 변형률을 3차원 유한요소분석을 통해 알아보고 임플란트와 지대주의 선택 기준을 마련하고자 하는 것이다. 연구 방법은 상악 전치의 전산화단층촬영 스캐닝 이미지를 통해 치밀골의 두께가 0.5mm를 갖는 3차원 상악골을 만들고, 외부 연결 방식의 임플란트인 USⅡ임플란트(Osstem co., Busan, Korea)와 내부연결방식의 임플란트인 New GSⅡ임플란트(Osstem co., Busan, Korea)를 사용하여 각각의 고정체에 straight abutment 와 angled abutment를 연결하는 4종의 해석 모델을 만들었다. 그리고 전치 보철물의 구개결절(cingulum) 부위에 해당하는 곳에 임플란트 장축에서 130º 경사진 방향과 전치 보철물의 전치 절단면에 해당하는 부위에 수직방향으로 각각 178N의 크기의 하중을 가하여 임플란트 주위 상악골에 발생하는 최대 제1 주 변형률과 최대 유효응력 및 임플란트 고정체에 발생하는 최대 유효응력을 3차원 유한 요소 해석법을 이용하여 비교 분석하였다. 연구결과는 구개결절 부 경사하중 및 전치 절단면 수직하중 두 가지 경우 모두에서 angled abutment를 사용한 경우가 straight abutment를 사용 했을 경우 보다 상악골의 최대 제1 주 변형률 및 최대 유효응력이 작게 나타났다.;The purpose of this study is to examine stress and strain affecting the alveolar bone around the implant and the implant fixtures to develop criteria for the selection of abutment in the maxillary anterior region. A three dimensional FEM maxillary bone (0.5mm thickness cortical bone) was made and straight & angled abutments were connected into external connecting USII implants(Osstem co., Kprea) and new GSII interanl connection type implant of maxillary incisor FEM models. The force of 178Ncm loaded 130? angulated to abutment long axis near the cingulum area of the prosthesis and right angle on the incisal edge respectively. A three-dimensional finite element analysis was conducted to compare the maxillary maximum first principle strain around the implant and Von-mises stress at the time of implantation. The results are as follows; 1) Angled abutment for both cinglum region reduced the incisal vertical load with less maximum first principle strain and Von-mises stress than in straight abutment. 2) Angled abutment connected to maxillary anterior resulted in 30~50% decrease of maximum first principle strain and Von- mises stress. 3) Maxillary maximum first principle strain and Von- mises stress around the external connection type implant fixture was found about 20-30% lower than internal connection type implant system. 4) Maxillary Von- mises stress around the internal connection type implant was found as lower than external connection type implant system. Therefore, the angled abutment of the external connecting system can be considered as more recommendable to reduce the stress on the maxillary anterior.