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지르코니아 임플란트 지대주와 티타늄 임플란트 지대주의 삼차원적 유한요소응력분석

Three-Dimensional Finite Element Analysis for Comparision between Titanium Implant Abutment and Zirconia Implant Abutment

김창섭|서승우|정창모|윤미정
대한턱관절교합학회 (Korean academy of stomatognathic function and occlusion)|2011.03|구강회복응용과학지 (Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science)|제27권 제1호|pp. 51-61

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titanium티타늄three-dimensional finite element analysis지르코니아zirconia삼차원적 유한요소응력분석임플란트 지대주implant abutment
주제분류치의학

초록

최근 심미 보철을 위해 높은 강도와 정밀도를 가지면서 동시에 자연치와 유사한 상아질 색을 구현할 수 있는 세라믹 계열의 지르코니아 임플란트 지대주가 보철 재료로서 각광을 받고 있다. 이에 본 연구에서는 삼차원적 유한요소응력분석을 이용하여 기존의 티타늄 소재의 임플란트 지대주와 지르코니아 소재의 임플란트 지대주의 응력분포비교를 통해 지르코니아 임플란트 지대주의 기계적 안정성을 간접적으로 확인하고자 하였다. 악골에 식립된 internal conical joint type과 external butt joint type의 임플란트 매식체에 티타늄 임플란트 지대주 또는 지르코니아 임플란트 지대주를 지대주 나사로 연결하고 상부에 금합금관을 장착하는 유한요소모형을 설계하였다. 교합면 중심으로부터 3mm 편측에 수직 방향으로 250N의 하중을 인가하여 교합력에 의해 임플란트 지대주에서 발생하는 등가응력분포를 분석하였다. 유한요소분석결과 지르코니아 임플란트 지대주와 티타늄 임플란트 지대주의 응력 분포는 유사하게 관찰되었으나 최대등가응력은 임플란트 연결 방식에 상관없이 티타늄 임플란트 지대주에 비해 지르코니아 임플란트 지대주가 약 15% 정도 높게 나타났다. 그럼에도 불구하고 티타늄에 비해 지르코니아의 더 높은 기계적 강도를 고려해 볼 때 임상에서도 기존의 티타늄 임플란트 지대주와 마찬가지로 지르코니아 임플란트 지대주도 임상적인 기계적 안정성을 가질 것으로 생각된다.

Abstract

Recently, restoring implants in the esthetically demanding region, zirconia-based materials are widely used due to their superior mechanical properties, accuracies, and esthetics. The purpose of this study was to investigate the load transfer and mechanical stability of zirconia and titanium implant abutments by using the three-dimensional finite element analysis model. The internal conical joint type and external butt joint type implant system was selected as an experimental model. Finite element models of bone/implant/prosthesis complex were constructed. An load of 250N was applied vertically beside 3mm of implant axis. Stress distribution of zirconia and titanium implant abutment is similar. The maximum equivalent stress of titanium implant abutment is lower than zirconia implant abutment about 15%. Howevere considering a high mechanical strength that exceed those of titanium implant abutment, zirconia implant abutment had similar mechanical stability of titanium implant abutment clinically.

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