Научная статья на тему 'Сравнительное математическое моделирование прочностных и деформационных параметров металлокерамических коронок с винтовой и цементной фиксацией к имплантатам'

Сравнительное математическое моделирование прочностных и деформационных параметров металлокерамических коронок с винтовой и цементной фиксацией к имплантатам Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

CC BY
290
95
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОДЕЛИРОВАНИЕ / ИМПЛАНТАТ / КОРОНКА / ВИНТ / ЦЕМЕНТ / MODELING / IMPLANT / CROWN / SCREW / CEMENT

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Олесова В. Н., Дубинский С. И., Бронштейн Д. А., Магамедханов Ю. М., Кащенко П. В.

Проведено сравнение прочности и деформации металлокерамической коронки и имплантата при винтовой и цементной фиксации коронки. Использован метод трехмерного математического моделирования. Получены преимущества винтовой фиксации и вертикального направления нагрузки на конструкцию.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Олесова В. Н., Дубинский С. И., Бронштейн Д. А., Магамедханов Ю. М., Кащенко П. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A comparative mathematical modeling of strength and deformation parameters of metal-ceramic crowns with a screw and cemented to the implants

A comparison of the strength and deformation of the metal-ceramic crowns and implant screw in and cemented crowns. The method of three-dimensional mathematical modeling. Screw fixation, the advantages and the vertical direction of the load on the structure.

Текст научной работы на тему «Сравнительное математическое моделирование прочностных и деформационных параметров металлокерамических коронок с винтовой и цементной фиксацией к имплантатам»

Отказывались от оптимального комплексного планирования стоматологической реабилитации, предусматривающей, как правило, протезирование дефектов зубов и зубных рядов, а также полноценную предпротез-ную подготовку, 56,0% на бесплатном приеме в КЦС, 66,0% - на платном приеме КЦС, 53,0% - в «ТРИНИ-ТИ», 69,0% - в РСЦ и 54,0% - в «Евро Дент».

Таким образом, оптимальное планирование комплексной стоматологической реабилитации не реализуется более чем у половины пациентов в большей степени в связи с их отказом из-за недостаточных мотивации и экономических возможностей. Фактор недостаточного технологического оснащения и квалификации врачей и зубных техников требует дальнейшего анализа.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бутова В. Г., Ковальский В. А. Экспертиза качества стоматологической помощи. - 2005. - 190 с.

2. Кузьмина Э. М. Стоматологическая заболеваемость населения России. - М., 2009. - 236 с.

3. Семенюк В. М., Вагнер В. Д., Онгоев П. А. Стоматология ортопедическая в вопросах и ответах. - Нижний Новгород, 2000. - 180 с.

4. Янушевич О. О. Стоматологическая заболеваемость населения России. - М., 2009. - 228 с.

5. Jenkis В., Heasman P. Prevention and control of periodontal diseases. In: Prevention of oral diseases. Ed. By Murray //J. Oxford. -2003. - P. 144-152.

6. Oral malodor reduction by a combination of chemotherapeutical and mechanical treatments. Clin oral investig / S. Farrell, R. A. Baker, M. Somogyi-Mann, J. J. Witt, R. W. Gerlach. - 2006. - № 10 (2). -P. 157-163.

7. Oral health among institutionalised elderly in Zagreb, Croatia / S. K. Simunkovic, V. V. Boras, J. Panduric, I. A. Zilic // Gerodo-nto-logy. - 2005. - № 22. - P. 238-241.

8. Petersen P. E., Yamamoto T. Improving the oral health of older people: the approach of the WHO Global oral health programme / Community dentistry and oral epidemiology. - 2005. - Vol. 33. -P. 81-92.

9. Sekino S., Ramberg P. The effect of a mouth rinse containing phenolic compounds on plaque formation and developing gingivitis // J. clin. periodontol. - 2005. - Vol. 32. № 10. - P. 1083-1088.

10. Truin G. J. Professionally applied fluoride gel in low-caries 10. 5-year-olds // J. dent. res. - 2005. - Vol. 84. - P. 418-421.

Поступила 29.04.2013

В. Н. ОЛЕСОВЛ, С. И. ДУБИНСКИИ, Д. А. БРОНШТЕЙН, Ю. М. МАГАМЕДХАНОВ, П. В. КАЩЕНКО, Е. П. ЮФФА

сравнительное математическое моделирование прочностных

и деформационных параметров металлокерамических коронок с винтовой и цементной фиксацией к имплантатам

Кафедра клинической стоматологии и имплантологии ИПК ФМБА России, Россия, 125371, г. Москва, Волоколамское шоссе, 91, тел. 84991964155. E-mail: olesova@bk.ru

Проведено сравнение прочности и деформации металлокерамической коронки и имплантата при винтовой и цементной фиксации коронки. Использован метод трехмерного математического моделирования. Получены преимущества винтовой фиксации и вертикального направления нагрузки на конструкцию.

Ключевые слова: моделирование, имплантат, коронка, винт, цемент.

V. N. OLESOVA, S. I. DUBINSKY, D. A. BRONSTEIN, Y. M. MAGAMEDHANOV, P. V. KASCHENKO, E. P. YUFFA

A COMPARATIVE MATHEMATICAL MODELING OF STRENGTH AND DEFORMATION PARAMETERS OF METAL-CERAMIC CROWNS WITH A SCREW AND CEMENTED TO THE IMPLANTS

Department of clinical dentistry and implantology PKIFMBA of Russia, Russia, 125371, Moscow, Volokolamsk sh-e, 91, tel. 84991964155. E-mail: olesova@bk.ru

A comparison of the strength and deformation of the metal-ceramic crowns and implant screw in and cemented crowns. The method of three-dimensional mathematical modeling. Screw fixation, the advantages and the vertical direction of the load on the structure.

Key words: modeling, implant, crown, screw, cement.

В практической работе стоматологи применяют винтовую или цементную фиксацию искусственных металлокерамических коронок при использовании имплантатов [6, 7]. В литературных источниках отсутствуют сведения об эффективности указанных способов фиксации, в частности о прочности конструкции.

Цель исследования - провести сравнительный анализ прочности и деформации металлокерамической коронки с винтовой и цементной фиксацией коронки к имплантам.

материалы и методы исследования

Математическое моделирование распределения напряжений в материалах коронки, винта, цемента, им-

Рис.1. Модели внутрикостного имплантата с цементной (а) и винтовой (б) фиксацией металлокерамической коронки:

а) 1 - имплантат, 2 - винт, 3 - абатмент, 4 - цемент, 5 - металлический каркас коронки, 6 - керамическая облицовка;

б) 1 - имплантат, 2 - трансокклюзионный винт, 3 - абатмент, 4 - металлический каркас коронки, 5 - керамическая облицовка, 6 - композитная реставрация

плантата при винтовой и цементной фиксации проведено методом конечных элементов (МКЭ) [1, 2, 3, 4, 5]. Расчеты выполнялись в физически и геометрически нелинейной постановке с использованием программного комплекса ANSYS («ANSYS Inc.», США). Трехмерные математические модели внутрикостных имплантатов с цементной и винтовой фиксацией металлокерамиче-ских коронок соответствовали натуральным образцам по конструкции и физико-механическим параметрам материалов (рис. 1).

Нагрузка величиной 150Н прикладывалась к ок-клюзионной поверхности коронки в двух вариантах (в вертикальном направлении и под углом 45°). Анализировалось распределение напряжений во всех элементах протезной конструкции и имплантата по величине (МПа), запасу прочности (Зп), смещению (мкм), эквивалентной пластической деформации (£ , %).

Результаты исследования и их обсуждение

Трехмерное математическое моделирование напряженно-деформированного состояния в протезной конструкции и имплантате при цементной и винтовой фиксации коронок показало достаточный запас прочности в абатменте, винте, имплантате, керамике и металлокерамическом каркасе коронки, композите и цементе при вертикальной функциональной нагрузке (таблица). Минимальный запас прочности (0,99) с возникновением необратимых пластических деформаций и частичным разрушением характерен для слоя цемента у края искусственной коронки. Перемещения конструкционных материалов под нагрузкой не превышали 4 мкм (рис. 2).

Значительное увеличение напряжений и смещений во всех зонах коронки на имплантате зарегистрировано в условиях приложения нагрузки под углом 45°

Параметры напряженно-деформированного состояния металлокерамической коронки и опорного имплантата при винтовой и цементной фиксации

Область анализа Цементная фиксация Винтовая фиксация

Эквивалентные напряж., МПа Запас прочности Перемещ., мкм Эквивалентные напряж., МПа Запас прочности Перемещ., мкм

в н в н в н в н в н в н

Абатмент 71 853 12,4 1,03 2 113 78 626 11,3 1,41 2 58

Винт 1 875 >10 1,01 0 63 59 916 14,9 0,96 £ пл ~2% 2 99

Имплантат 53 882 16,5 1,00 0 4 56 882 15,7 1,00 0 8

Керамика 90 60 3,64 5,34 4 154 23 113 13,8 2,83 4 144

Каркас коронки 87 181 3,68 1,77 1 125 170 320 1,88 1,00 2 59

Композит - - - - - - 7 12 5,26 3,05 2 123

Цемент 119 179 0,99 £ пл ~3% 0,67 £ пл ~7% 2 114 - - - - - -

Примечание: в - вертикальная нагрузка, н - наклонная нагрузка.

а)

б)

Рис. 2. Распределение эквивалентных напряжений в металлокерамической коронке и опорном имплантате (150Н): а) наклонная нагрузка при цементной фиксации, б) наклонная нагрузка при винтовой фиксации

к окклюзионной поверхности. При винтовой фиксации наименьший запас прочности (0,96-1,00) с развитием пластической деформации отмечается в трансокклю-зионном винте и имплантате в пришеечной зоне контакта с абатментом, а также в металлическом каркасе коронки вдоль опорного абатмента.

При цементной фиксации коронки и наклонном направлении нагрузки исчерпывается запас прочности стеклоиономерного цемента (0,67), что приводит к его растрескиванию и выкрашиванию. Сопоставимые с вариантом винтовой фиксации предельные запасы прочности отмечаются в тех же зонах: в пришеечной зоне винта абатмента, имплантата (Зп соответственно 1,01-1,00). При наклонной нагрузке существенно увеличивается смещение материалов конструкции (от 4-8 мкм в имплантатах до 113 мкм в абатменте и до 154 мкм в коронке).

Таким образом, при математическом моделировании напряженно-деформированного состояния все элементы протезной конструкции и имплантата вне зависимости от способа фиксации коронок имеют достаточную прочность при вертикальной функциональной нагрузке. Отклонение нагрузки на 45° от вертикали вызывает пластические деформации в пришеечной зоне имплантата и винтов (абатмента или трансокклю-зионного) независимо от способа фиксации коронки, а также в цементе при цементной фиксации и в металло-керамическом каркасе - при винтовой фиксации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белостоцкий А. М., Дубинский С. И. Некоторые аспекты верификации программных средств численного моделирования конструкций и сооружений // International journal for computational civil and structural engineering. - 2008. - Vol. 4. Issue 2. -С. 30.

2. Олесова В. Н., Арутюнов С. Д., Воложин А. И., Ибрагимов Т. И., Лебеденко И. Ю., Левин Г. Г., Лосев Ф. Ф., Мальги-нов Н. Н., Чумаченко Е. Н., Янушевич О. О. Создание научных основ, разработка и внедрение в клиническую практику компьютерного моделирования лечебных технологий и прогнозов реабилитации больных с челюстно-лицевыми дефектами и стоматологическими заболеваниями. - М., 2010. - 144 с.

3. Чуйко А. Н., Шинчуковский И. А. Биомеханика в стоматологии. - Харьков, 2010. - 468 с.

4. Чумаченко Е. Н., Арутюнов С. Д., Лебеденко И. Ю. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния зубных протезов. - М., 2003. - 272 с.

5. Canay A., Hersek N., Culha A., Bilgic S. Evaluation of titanium in oral conditions and its electrochemical corrosion behavior // J. oral. rehabil. - 1998. - Vol. 25. - P. 759-764.

6. Geng J., Yan W., Xu W. Application of the finite element method in implant dentistry // Zheijang university press. - 2008. - 148 р.

7. Hou Y. F., Zhou Y. C., Zheng X. X., et al. Modulation of expression and function of Toll-like receptor 3 in A549 and H292 cells by histamine // Mol. immunol. - 2006. - Vol. 43. № 12. - P. 1982-1992.

Поступила 29.04.2013

М. Д. ПЕРОВА1, Т. В. ГАЙВОРОНСКАЯ2, В. Б. КАРПЮК3, А. В. ТРОПИНА1

характеристика степени замещения пародонтальных дефектов разной топографии после аутотрансплантации васкулярно-стромальноклеточной фракции липоаспирата

Краснодарский центр пародонтологии и дентальной имплантации (МБУЗ СП № 3), Россия, 350078, г. Краснодар, ул. Тургенева, 203, тел. (861) 220 62 23. E-mail: PMD-2012@yandex.ru; 2кафедра хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии ГОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет», Россия, 350063, г. Краснодар, ул. Рашпилевская, 31, тел. (861) 262 51 04;

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.