미니 임플란트의 초기 안정성에 대한 접촉 유한요소모델을 이용한 분석

Abstract

[한글]

임플란트 치유 기간 동안 임시로 이용하기 위해 사용되었던 미니 임플란트는 외과적 술식이 간단하고, 경제적이며, 특히 overdenture에 적합하다는 장점이 있어 지속적인 보철 수복을 위한 목적으로 그 사용 범위를 넓혀가고 있다. 그러나 임플란트의 가장 중요한 요소인 안정성에 대한 연구는 많지 않으며 특히 초기 안정성에 직접적으로 관련이 있는, 디자인에 따른 응력 분포에 대한 연구는 부족한 실정이다.본 연구는 미니 임플란트 식립 후 초기, 골과 임플란트 사이에 유의한 결합이 형성되어 있지 않은 상태에서 조기에 하중을 가하는 경우, 미니 임플란트의 직경, 길이, 그리고 하중의 방향이 임플란트 주위 골조직의 응력 분포에 미치는 영향에 대하여 연구하고자 하였다. 미니 임플란트의 직경은 각각 2.2mm, 2.6mm, 3.0mm 세 가지 경우를, 길이는 10mm, 12mm, 14mm, 3가지 경우를 조합하여 2차원적인 유한 요소 모델을 제작하였고, 대조군으로, 직경 3.0mm, 길이 12mm를 가지고 flat end를 가지는 임플란트 모델을 제작하였다. 그리고, 접촉 비선형 분석(contact non-linear analysis)을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.1. 하중에 의한 응력은 주로 피질골 내 나사산 끝단에 집중되었다.2. 하중의 방향이 피질골 내 응력 분포에 가장 큰 영향을 주었다.3. 길이 요소보다는 임플란트의 직경과 임플란트 끝단 디자인이 망상골 내 응력 분포에 큰 영향을 주었다.결론적으로 3mm 이하의 미니 임플란트를 계속적인 수복 목적으로 사용하기 위해서는 수평 하중을 잘 조절하는 것이 중요하다고 사료된다.

[영문]Mini implants had been used provisionally for the healing period of implants in the beginning. But it becomes used for the on-going purpose, because it is simple to use, economic and especially suitable for the overdenture. But there is few studies about the stability of mini implants, that is most important factor for the on-going purpose, and particularly the implant parameters affecting the initial stability.The purpose of this study was to evaluate the stress and the strain distribution pattern of immediate-loaded screw type orthodontic mini-implant and the parameters affecting the initial stability of immediate-loaded mini-implant. Two dimensional finite element models were made and contact non-linear finite element analysis was performed. The magnitude and distribution of Von Mises stresses were evaluated.The obtained results were as follows:1. The stress was concentrated on the thread tip of an implant in the cortical bone.2. The direction of load is the most important factor for the stress distribution in cortical bone.3. The diameter of an implant is the most important factor for the stress distribution in the trabecular bone.In conclusion, if the horizontal load vector is successfully controlled, mini-implants, which diameter is under 3mm, can be used for the on-going purpose.