骨欠損部再建プレートの生体力学的評価：有限要素解析

科学分野:

• 生体材料工学
• 口腔顎顔面外科学
• 生体力学

背景:

• 線状下顎骨欠損は、しばしば骨移植片と固定プレートを用いた再建を必要とする。
• プレートの厚さは、機械的安定性と応力分布に影響を与え、固定結果に影響を与える。

研究 の 目的:

• 3D有限要素解析（FEA）を用いて、様々な厚さの顎骨再建プレートにおける応力とひずみを解析すること。
• プレート厚がプレート、スクリュー、骨移植片における応力分布に与える影響を評価すること。

主な方法:

• CTデータから下顎骨の3D有限要素モデルを作成した。
• シンフィシス、体部、角部の欠損に対し、骨移植片とロッキングスクリューを用いた3つのプレート厚（2.0、2.4、3.0 mm）をシミュレーションした。
• 咬合力と筋力を負荷し、咀嚼負荷をシミュレーションした。

主要な成果:

• プレート厚の増加はプレート応力を低下させたが、特に骨切り部近傍のスクリュー応力を増大させた。
• シンフィシス領域が最も高い応力を受け、次いで体部、角部であった。
• 骨移植片の応力は低く、変形は最小限であることが示唆された。

結論:

• 厚いプレートは機械的抵抗を改善するが、スクリュー応力の増加によりスクリューの緩みやインプラント周囲骨吸収のリスクがある。
• 下顎骨前方部は、不適切な応力分布の影響を最も受けやすい。
• スクリュー関連の合併症を最小限に抑えるために、硬性プレートにはロッキング固定システムを推奨する。