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내측 연결 및 외측 연결 방식으로 설계된 임플란트의 3차원적 유한요소 응력 분석
Stress distribution of implants with external and internal connection design: a 3-D finite element analysis
J Dent Rehabil Appl Sci 2017;33(3):189-198
Published online September 30, 2017
© 2017 Korean Academy of Stomatognathic Function and Occlusion.

정현주1, 양성표2, 박재호3, 박찬3, 신진호3, 양홍서3*
Hyunju Chung1, Sung-Pyo Yang2, Jae-Ho Park3, Chan Park3, Jin-Ho Shin3, Hongso Yang3*

1전남대학교 치과대학 치주과
2카이스트 생체 및 뇌공학과
3전남대학교 치과대학 보철과

1Department of Periodontology, School of Dentistry, Chonnam National University, Gwangju, Republic of Korea
2Department of Bio and Brain Engineering, KAIST, Daejon, Republic of Korea
3Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Chonnam National University, Gwangju, Republic of Korea
* 교신저자: 양홍서 (61186)광주광역시 북구 용봉로 33 전남대학교 치과대학 보철학교실 Tel: 062-530-5823|Fax: 062-530-0130|E-mail: yhsdent@jnu.ac.kr
* Correspondence to: Hongso Yang Professor, Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Chonnam National University, 33 Youngbong-ro, Buk-gu, Gwangju, 61186, Republic of Korea Tel: +82-62-530-5823, Fax: +82-62-530-0130, E-mail: yhsdent@jnu.ac.kr
Received August 8, 2017; Revised August 17, 2017; Accepted September 1, 2017.
cc This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract
목적: 외측 육각형과 내측 원추형 연결부로 설계된 임플란트 지지 하악 구치 수복물에 교합력을 가할때 발생하는 생역학 현상을 분석하고자 한다.
연구 재료 및 방법: 외측 연결형 임플란트(EXHEX)와 내측 연결형 임플란트(INCON) 그리고 이와 결합할 해당 나사와 지대주 및 크라운을 제작하였고, 하악 무치악 치조골을 설계하였다. 각 부분을 조립하여 2종의 유한요소 모형을 제작하였다. 총 120 N 크기의 수직력(L1)과 45도 측방력(L2)을 가하였고, 유한요소 응력 분석을 시행하였다.
결과: L2 측방력 하중에 의해 발생한 최대 응력은 L1 수직력 하중에 의한 것 보다 6 - 15배 더 컸다. INCON 모델은 EXHEX 모델보다 크라운 교두부에서 2.2배 더 큰 변위량을 보여 주었다. 측방력에 의해 EXHEX 모델은 나사에서, INCON 모델은 임플란트 고정체의 상단 변연부에서 폰미세스 응력의 최대값이 관찰 되었다. INCON 모델에서는 임플란트 내부 계면에서 긴밀한 접촉이 유지 되었다.
결론: 측방력이 큰 변형과 응력을 발생하였으나, 임플란트에서의 최대 응력 발생부위는 INCON과 EXHEX 모델이 서로 상이하였다.
Purpose: This study aims to analyze the stress distribution of mandibular molar restoration supported by the implants with external hex and internal taper abutment connection design. Materials and Methods: Models of external connection (EXHEX) and internal connection (INCON) implants, corresponding abutment/crowns, and screws were developed. Supporting edentulous mandibular bony structures were designed. All the components were assembled and a finite element analysis was performed to predict the magnitude and pattern of stresses generated by occlusal loading. A total of 120 N static force was applied both by axial (L1) and oblique (L2) direction. Results: Peak von Mises stresses produced in the implants by L2 load produced 6 - 15 times greater than those by L1 load. The INCON model showed 2.2 times greater total amount of crown cusp deflection than the EXHEX model. Fastening screw in EXHEX model and upside margin of implant fixture in INCON model generated the peak von Mises stresses by oblique occlusal force. EXHEX model and INCON model showed the similar opening gap between abutment and fixture, but intimate sealing inside the contact interface was maintained in INCON model. Conclusion: Oblique force produced grater magnitudes of deflection and stress than those by axial force. The maximum stress area at the implant was different between the INCON and EXHEX models.
주요어 : 임플란트; 지대주-임플란트 연결; 유한요소법; 응력 분석; 생역학
Keywords : implant; abutment-implant connection; finite element analysis; stress distribution; biomechanics


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