オールオン4インプラントの設計におけるバイオメカニカル行動の予測的な数学的モデリング:FEAに基づくRSMを用いた遠隔インプラントと閉塞負荷の角度の影響
Fahri Murat1, Sema Nur Sevinç Gül2, Abdullah Tahir Şensoy3,4,5
1Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering and Architecture, Erzurum Technical University, Erzurum, Türkiye.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|September 3, 2025
まとめ
オールオン4のコンセプトで遠隔インプラントの角度と閉塞負荷の方向を最適化することは,骨のストレスを軽減するために不可欠です. バイオメカニカル・モデリングは,フロント・ロード・アングルがストレスを大きく影響し,低いアングルは一般的により良い結果を生むことを示しています.
科学分野:
- バイオマテリアル科学
- 歯科インプラント
- バイオメカニクス
背景:
- オール・オン・4 処理コンセプトは固定された全アーチソリューションを提供しますが,生物力学的な力を管理するために慎重に遠隔インプラントを配置する必要があります.
- インプラントの角度と閉塞負荷の相互作用を理解することは,周囲の皮質骨のストレス分布を予測するために不可欠です.
研究 の 目的:
- オールオン4コンセプトで遠隔インプラントの角度を最適化するための予測バイオメカニカルモデルを開発し,検証する.
- 皮質骨のストレス濃度に対するインプラントの角度とオクラサス負荷方向の変化の影響を調査する.
主な方法:
- 限られた要素分析 (FEA) と応答表面方法論 (RSM) を組み合わせて,15のシミュレーションモデルを作成した.
- ディスタルインプラントの角度 (15°,30°,45°) とオクラサス負荷方向 (サギタルとフロントの平面: 45°,67. 5°,90°) は体系的に変化した.
- 皮質骨における最大フォン・マイゼスストレスが,リグレッションで分析された主応答変数であった.
主要な成果:
- 前頭閉塞負荷の角度が,ストレス分布に最も大きな影響を及ぼし,次にインプラントの角度が示された.
- 二次予測モデルでは,統計的適合が顕著であった (R2 = 93.39%).
- 最低のストレス (95. 75 MPa) は,45°の閉塞負荷で15°のインプラントの角度で観察され,最高のストレス (265. 72 MPa) は,90°の正面負荷で45°の角度で観察された.
結論:
- インプラントの傾きを減らすことは一般的にインプラント周辺のストレスを低下させるが,可変な生体力学的反応のために普遍的に最適な角度は実現不可能である.
- インプラントの位置と並行して 頂点の傾きと閉塞負荷の方向を最適化することで バイオメカニカル性能と 完全アーチインプラント義肢の長期的成功を向上させることができます
