25469

بهبود طراحي فيكسچر ايمپلنت دندان براي كاهش بيشينه‌ي تنش در استخوان فك

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي- بيومكانيك

1398

1400/7/26

سياوش كاظمي‌راد

مهندسي مكانيك

هدف: هدف اصلي اين پژوهش بهبود طراحي هندسي براي فيكسچر ايمپلنت دندان با كمك روش‌هاي المان محدود مي‌باشد. به طريقي كه بيشينه‌ي تنش واقع‌ شده بر استخوان فك را كاهش دهد؛ هدف ثانويه اين پژوهش نيز، چند آلياژ مختلف بر روي مدل پياده‌سازي شده و اثر آن براي طرح بهتر بررسي مي‌گردد. مواد و روش‌ها: با توجه به طراحي ايمپلنت با مدل مخروطي در سطح استخوان از جنس روكسوليد شركت سازنده‌ي اشترومن (طول 12 ميلي‌متر - قطر 4/1 ميلي‌متر - گام رزوه 0/8 ميلي‌متر)، مدل‌هايي از ايمپلنت با تغيير پارامترهاي طراحي آن در نرم‌افزار ساليدوركس، طول 10 - 14 ميلي‌متر، قطر 4/8 ميلي‌متر، گام رزوه 0/7 - 0/9 ميلي‌متر، تغيير شكل رزوه به صورت مربعي و همچنين با تغيير مواد تشكيل دهنده‌ي فيكسچر ايمپلنت، روكسوليد - آلياژ تيتانيوم تركيب با آلومينيوم و واناديوم - تنتلوم - پلي‌اتر‌اتركتون ، در ناحيه‌ي مولر منديبل با كيفيت استخواني D3 شبيه سازي و تحت دو نيروي استاتيك (200 نيوتن عمودي و 100 نيوتن مايل با زاويه 45 درجه) و يك گشتاور سفت كنندگي (32 نيوتن × سانتي‌متر) بارگذاري شدند. تحليل تنش فون‌ميزس با استفاده از نرم‌افزار آباكوس انجام شد و 10 نوع مدل مختلف به‌دست آمد. يافته‌ها: با افزايش طول، قطر، تغيير شكل رزوه‌ي ايمپلنت و كاهش گام ايمپلنت، بيشينه‌ي تنش فون‌ميزس در استخوان‌هاي متراكم و اسفنجي اطراف ايمپلنت كاهش پيدا مي‌كند. همچنين فيكسچر ايمپلنت‌هايي از جنس روكسوليد توزيع تنش فون‌ميزس بهينه‌تري در استخوان اطراف ايمپلنت دارند. نتيجه‌گيري: با توجه به يافته‌هاي پژوهش، حالت مناسب ايمپلنت مورد بررسي به منظور توزيع بهتر تنش فون‌ميزس در استخوان‌هاي اطراف ايمپلنت، ايمپلنتي از جنس روكسوليد و پارامتر ابعادي با طول 12 ميلي‌متر، قطر 4/8 ميلي‌متر، گام رزوه 0/7 ميلي‌متر و شكل رزوه به صورت مربعي مي‌باشد.

1400/08/16

Improving the Design of Dental Implant Fixture to Reduce Maximum Stress in the Jaw Bone

10/18/2022 12:00:00 AM

Purpose: The main purpose of this study is to improve the geometric design for dental implants using finite element methods. Employing this method will reduce the maximum stress on the jawbone. We should mention that this study's secondary goal is to investigate the better design for different alloys by implementing them into the model. Materials and Methods: Due to the design of the implant with a conical shape at the bone level designed by Straumann® company and made of Roxolid with the following specification (Length 12 mm - diameter 4.1 mm - thread pitch 0.8 mm), by changing its design parameters in SolidWorks software like length (10-14) mm, diameter (4.8) mm and, thread pitch (0.7 - 0.9) mm, deformation of the thread shape into a square and also by changing the constituents of the implant fixture, (Roxolid, Titanium alloy Combination with Aluminum and Vanadium, Tantalum Alloys and, Polieteretercetona). Simulated in the mandibular molar area with bone quality D3, under two static forces which will apply vertically (200 Newton) and angular (100 Newton with 45-degree angle) and A tightening process for a torque of 32 N∙cm was loaded. Von Mises stress analysis was performed using Abaqus software, and ten different types of models were obtained. Results: By increasing the length, diameter, deformation of the implant thread and decreasing the implant step, the maximum Von Mises stress decreases in the Cortical and Spongy bones around the implant. Also, implant fixtures made of Roxolid have an improved Von Mises stress distribution in the bone around the implant. Conclusion: According to the findings of the study, the proper state of the implant to better distribute Von Mises stress in the bones around the implant was a Roxolid implant and a dimensional parameter with a length of 12 mm, a diameter of 4.8 mm, a thread pitch of 0.7 mm and The shape of the thread is square.

ايمپلنت، استخوان اسفنجي1 ، استخوان متراكم2 ،تحليل المان محدود، تنش فونميزس.

Implant, Spongy bone, Cortical bone, Finite element analysis, Von Mises stress.