Static load tests and numerical comparison of stress distributions of dental implants with external and internal connection

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21110%2F20%3A00345065" target="_blank" >RIV/68407700:21110/20:00345065 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Statické zatěžovací zkoušky a numerické porovnání rozdělení napětí dentálních implantátů s externím a interním připojením abutmentu

Original language description

Většina moderních dentálních implantátů se dělí dle svého připojení abutmentu a nitrokostní části na 2 kategorie – s vnější či s vnitřní fixací. Motivace přecházet ze systému vnější fixace, jež byl použit u prvních dentálních implantátů, na systémy s vnitřní fixací může být např. zmenšení úbytku kosti v okolí implantátu, zlepšení antirotační stability, mechanického působení, zmenšení micromotionu či zmenšení mikromezer, které vznikají mezi abutmentem a nitrokostní částí při použití systému externí fixace a mohou vést ke kolonizaci bakteriemi a následnému vytvoření nežádoucího biofilmu. Provedli jsme mechanické testy dentálních implantátů z materiálu Ti-6Al-4V s vnější fixací dle normy ČSN EN ISO 14801 na 6 vzorcích na stroji LiTeM metodou řízené deformace a zjistili jsme, že selhání všech implantátů proběhlo formou ustřihnutí šroubu spojujícího abutment a nitrokostní část těsně pod jeho hlavičkou. Pro zlepšení stávající geometrie jsme provedli numerickou analýzu této mechanické zkoušky dle normy a po verifikaci modelu jsme provedli další analýzu na nové variantě s vnitřním připojením abutmentu. Zjistili jsme, že distribuce napětí je na nové variantě příznivější, neboť nedochází ke koncentraci napětí v zůženém krčku šroubu pod jeho hlavičkou, kde je šroub nejužší a nejnáchylnější na smykové porušení – ustřihnutí. Pro dokončení výzkumu zbývá nově navrženou a numericky porovnanou variantu dentálního implantátu s vnitřním připojením vyrobit a podrobit mechanickým zkouškám, aby mohla být potvrzena původní hypotéza, že implantát s vnitřním připojením bude díky zmenšenému ramenu síly vzhledem k tělu implantátu méně namáhán a přenese tak větší zatížení a nebude limitován šroubkem spojujícím abutment a tělo implantátu, jež byl u varianty s externím připojením nejslabším místem nebo bude daná maximální síla potřebná pro destrukci šroubu navýšena.

Czech name

Statické zatěžovací zkoušky a numerické porovnání rozdělení napětí dentálních implantátů s externím a interním připojením abutmentu

Czech description

Většina moderních dentálních implantátů se dělí dle svého připojení abutmentu a nitrokostní části na 2 kategorie – s vnější či s vnitřní fixací. Motivace přecházet ze systému vnější fixace, jež byl použit u prvních dentálních implantátů, na systémy s vnitřní fixací může být např. zmenšení úbytku kosti v okolí implantátu, zlepšení antirotační stability, mechanického působení, zmenšení micromotionu či zmenšení mikromezer, které vznikají mezi abutmentem a nitrokostní částí při použití systému externí fixace a mohou vést ke kolonizaci bakteriemi a následnému vytvoření nežádoucího biofilmu. Provedli jsme mechanické testy dentálních implantátů z materiálu Ti-6Al-4V s vnější fixací dle normy ČSN EN ISO 14801 na 6 vzorcích na stroji LiTeM metodou řízené deformace a zjistili jsme, že selhání všech implantátů proběhlo formou ustřihnutí šroubu spojujícího abutment a nitrokostní část těsně pod jeho hlavičkou. Pro zlepšení stávající geometrie jsme provedli numerickou analýzu této mechanické zkoušky dle normy a po verifikaci modelu jsme provedli další analýzu na nové variantě s vnitřním připojením abutmentu. Zjistili jsme, že distribuce napětí je na nové variantě příznivější, neboť nedochází ke koncentraci napětí v zůženém krčku šroubu pod jeho hlavičkou, kde je šroub nejužší a nejnáchylnější na smykové porušení – ustřihnutí. Pro dokončení výzkumu zbývá nově navrženou a numericky porovnanou variantu dentálního implantátu s vnitřním připojením vyrobit a podrobit mechanickým zkouškám, aby mohla být potvrzena původní hypotéza, že implantát s vnitřním připojením bude díky zmenšenému ramenu síly vzhledem k tělu implantátu méně namáhán a přenese tak větší zatížení a nebude limitován šroubkem spojujícím abutment a tělo implantátu, jež byl u varianty s externím připojením nejslabším místem nebo bude daná maximální síla potřebná pro destrukci šroubu navýšena.

Type

O - Miscellaneous

CEP classification

—

OECD FORD branch

30404 - Biomaterials (as related to medical implants, devices, sensors)

Project

—

Continuities

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Publication year

2020

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů