근첨형 내부연결 임플란트 시스템(Avana SS Ⅲ^(??))에서 지대주 형태에 따른 응력분포의 3차원 유한요소 분석

Abstract

Statement of Problem There are many types of root-form implants with a variety of fixture to abutment connection methods. According to the fixture types and abutments, the loading and stress distribution in the bone may be different. Therefore, the study on the fixture and abutment connections was necessary for better understanding of the stress distribution on the implant system. The purpose of the study The purpose of this study was to analyze the characteristics of stress distribution after the connection of four different abutments on Avana SS-III?? fixture using 3-dimensional finite element method. Materials and Methods The fixture of Avana SS-III?? (Osstem Co., Korea) with 4mm diameter and 11.5mm length was selected and the 4 types of abutments were analyzed; Model 1) Solid abutment, Model 2) Com-Octa abutment, Model 3) ComOcta Gold abutment, and Model 4) Octa abutment. The models were placed in the area of first molar in the mandible The 4 loading conditions were (1) the vertical loading of 100N parallel to the fixture on the central fossa, (2) the vertical loading of 100N parallel to the fixture on the buccal cusp, (3) the 30° inclined loading to lingual side of 100N on the central fossa, and (4) the 30° inclined loading to the lingual side of 100N on the buccal cusp. The 3-dimensional finite element program, 3G.Author, was used to analyze. The von-Mises stress was measured and the stress contours were plotted on each part of the implant systems and the surrounding bone structures. Results and Conclusions 1. Regardless of abutment types and loading conditions, the higher stress was concentrated at the cortical bone. In the cancellous bone, highest stress was observed at apical portion. 2. Regardless of abutment types and loading conditions, the maximum stress occurred at the neck of the fixture. 3. The higher internal stresses was observed in the fixtures than in the bone. 4. The lowest stress was observed at loading condition 1, vertical load at central pit, and the stress concentration was also lower than any other loading conditions. 5. The types of abutment connection does not affect significantly the stress distribution in the bone structure.;임상에서 많이 쓰이고 있는 치근형 임플란트는 여러 종류가 있으며 고정체와 지대주의 연결방식도 매우 다양하다. 지대주의 형상이나 연결방식에 따라 임플란트 내부의 하중전달 기전이 변할 수 있으며, 악골에 발생하는 응력 역시 변하게 될 것이다. 그러므로 지대주의 형태나 연결 구조에 따른 응력 분포의 연구는 필수적이라 하겠다. 이번 연구 에서는 내측 연결 시스템 임플란트에서 고정체에 연결 방식이 다른 4종류의 지대주를 연결하여 교합력을 가하였을 때 발생하는 응력의 차이를 비교하며, 또 이들 연결방식이 임플란트 주위조직의 응력분포에 미치는 영향을 3차원 유한요소법을 통하여 알아보고 지대주의 선택 기준을 마련하고자 하였다. 사용한 고정체는 직경 4 mm, 길이 11.5 mm 의 Avana SS-III??(Osstem Co., Korea)를 사용하였으며, 사용된 지대주는 각각 Solid abutment, Com-Octa abutment, ComOcta Gold abutment, Octa abutment를 사용하였다. 하중은 치관중심와(central fossa)에서 지대주에 평행하게 100N의 수직 점하중, 협측 교두에서 지대주에 평행한 100N 수직 점하중, 치관 중심와에서 설측으로 100N의 30° 경사하중, 협측 교두에서 치아의 바깥쪽에서 중심와 쪽으로 100N의 30° 경사하중을 각각 가하였다. 3차원 유한요소분석 프로그램인 3G.Author 를 이용하여 해석 (solving)과 후처리(post processing) 작업을 수행하였고, 나타난 여러 가지 응력 값 중에서 유효응력 (von-Mises stress)을 취하여 각 모형에서의 응력분포와 변형을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 골조직에서는 모든 모델에서 하중조건에 관계없이 가장 큰 응력이 고정체 상부에 집중되었고, 고정체 하부에서는 근단 부위에서 응력 집중을 보였으며, 그 외의 부위에서는 큰 응력 집중은 보이지 않았다. 2. 고정체에서의 응력은, 모든 모델에서, 하중조건에 관계없이 경부에서 최대의 양상을 보였다. 3. 응력은 골에서보다 임플란트 내부에서 훨씬 높았다. 4. 중심와에 수직하중인 하중조건 1에서, 가장 낮은 응력이 관찰되었으며, 이 때의 응력집중 현상도 가장 적게 나타났다. 5. 서로 다른 지대주에서 응력분포 양상을 살펴본 결과, 같은 고정체를 사용한 경우에 지대주의 연결 형태에 따른 골조직의 응력 분포에는 차이가 없었다.