角状欠損モデルにおける垂直荷重下での下顎骨の生体力学的応力に関する有限要素解析

科学分野:

• 生体力学工学
• 口腔および顎顔面外科学
• 計算モデリング

背景:

• 病的下顎骨骨折は、構造的および臨床的な問題を引き起こします。
• ミニプレート固定は一般的ですが、標準化された機械的評価が不足しています。
• 有限要素解析（FEA）は、応力分布と生体力学的性能をモデル化できます。

研究 の 目的:

• FEAを用いた下顎骨欠損における応力分布のモデル化。
• 骨構造が損なわれた状態でのミニプレートの生体力学的性能の定量化。
• 骨損失領域における術後安定性の評価。

主な方法:

• CTスキャンからの下顎骨モデルの3D再構築。
• 領域固有のパラメータを用いたANSYSおよびLS-DYNAソフトウェアによるFEA。
• 様々な欠損シナリオにおける咬合荷重下でのミニプレート固定のシミュレーション。

主要な成果:

• チタンミニプレートは、すべてのシミュレーションされた下顎骨欠損において主応力を大幅に低減しました。
• 最大応力低減は欠損モデルによって異なり、大幅な減少が観察されました。
• FEAは生体力学的性能を定量化し、応力が140-565MPaから37-105MPaに低減することを示しました。

結論:

• ミニプレートは下顎骨欠損部の応力を効果的に低減し、安定性を向上させます。
• 治療の成功は、欠損の特性、骨質、およびスクリュー配置に影響されます。
• 個別化された治療計画とさらなる臨床的検証が推奨されます。