임플란트 식립에 의해 발생하는 경부 피질골 응력의 유한요소해석
Stress in crestal cortical bone generated by implant placement : a finite element simulation
Tejani Harsh, 유원재, 경희문,
소속 상세정보
( Tejani Harsh ) - 경북대학교 치의학전문대학원 치과교정학교실
유원재 ( Yu Won-Jae ) - 경북대학교 치의학전문대학원 치과교정학교실
경희문 ( Kyung Hee-Moon ) - 경북대학교 치의학전문대학원 치과교정학교실
Abstract
본 연구의 목적은 임플란트 식립에 의해 생성되는 경부 피질골 응력에 대해, 그 분포와 크기를 조사하는 것이다. 이를 위해, 표준 사이즈 (4.1 mm × 10 mm) 임플란트를 하악 소구치부 치조골 피질골판에 식립하는 과정을 3차원 유한요소법(Finite Element Method: FEM)을 사용하여 시뮬레이션 하였다. 전체 임플란트 식립 과정을 총 12,601 개의 step (앞쪽 12,600 step은 임플란트가 실제 식립되는 동적 과정을, 마지막 한 step 은 임플란트 식립완료 이후 골내 잔류 스트레인 분포상태를 시뮬레이션)을 사용하여 시뮬레이션 하였으며, 이를 통해 응력, 스트레인과 함께 임플란트 식립 토오크를 계산하였다. 유한요소 시뮬레이션으로 산출된 식립 토오크는 약 30 Ncm 로, 적절한 결과로 평가되었고, 이러한 결과는 본 연구에서 사용한 유한요소 시뮬레이션의 타당성을 확인해 주는 결과로 평가되었다. 임플란트 식립에 의해 경부 피질골에는 피질골의 강도(171 MPa)를 초과하는 응력이 발생하는 것을(발생영역은 임플란트 나사산에서 0.3 mm 이내 범위) 관찰하였고, 또한, 임플란트 식립 완료시, 임플란트 나사산에서 약 1.2 mm 이내 영역에는 피질골의 병적 골흡수를 유발할 수 있는 임계 스트레인(= 4,000 microstrain)보다 높은 스트레인이 잔류하는 것을 확인할 수 있었다.
키워드
동적 유한요소해석; 임플란트 식립; 경부 피질골
Dynamic finite element simulation; Dental implant insertion; Crestal cortical bone
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