Objective: The aim of this study was to evaluate the biomechanical aspects of peri-implant bone upon root contact of orthodontic microimplant. Methods: Axisymmetric finite element modeling scheme was used to analyze the compressive strength of the orthodontic microimplant (Absoanchor SH1312-7, Dentos Inc., Daegu, Korea) placed into inter-radicular bone covered by 1 mm thick cortical bone, with its apical tip contacting adjacent root surface. A stepwise analysis technique was adopted to simulate the response of peri-implant bone. Areas of the bone that were subject to higher stresses than the maximum compressive strength (in case of cancellous bone) or threshold stress of 54.8MPa, which was assumed to impair the physiological remodeling of cortical bone, were removed from the FE mesh in a stepwise manner. For comparison, a control model was analyzed which simulated normal orthodontic force of 5 N at the head of the microimplant. Results: Stresses in cancellous bone were high enough to cause mechanical failure across its entire thickness. Stresses in cortical bone were more likely to cause resorptive bone remodeling than mechanical failure. The overloaded zone, initially located at the lower part of cortical plate, proliferated upward in a positive feedback mode, unaffected by stress redistribution, until the whole thickness was engaged. Conclusions: Stresses induced around a microimplant by root contact may lead to a irreversible loss of microimplant stability.
Purpose: The aim of this study was to investigate the effect of implant thread profile on the marginal bone stresses which develop during implant insertion. Materials and methods: Four experimental implants were created by placing four different thread systems on the body ($4.1mm{\times}10mm$) of the ITI standard implant. The thread types studied in this study included the buttress, v-shape, reverse buttress, and square shape threads. In order to examine the insertion stress generation, 3D dynamic finite element analysis was performed which simulated the insertion process of implants into a 1.2 mm thick cortical bone plate (containing 3.5 mm pilot hole) using a PC-based DEFORM 3D (ver 6.1, SFTC, Columbus, OH, USA) program. Results: Insertion stresses higher than human cortical bone developed around the implants. The level of insertion stresses was much different depending on the thread. Stress level was lowest near the v-shape thread, and highest near the square shaped thread. Difference in the interfacial bone stress level was more noticeable near the valley than the tip of the threads. Conclusion: Among the four threads, the v-shape thread was turned out to minimize the insertion stress level and thereby create better conditions for implant osseointegration.
Purpose: The aim was to investigate the effect of implant thread designs on the stress dissipation of the implant. Materials and methods: The threads evaluated in this study included the V-shaped, buttress, reverse buttress, and square-shaped threads, which were of the same size (depth). Building four different implant/bone complexes each consisting of an implant with one of the 4 different threads on its cylindrical body ($4.1mm{\times}10mm$), a force of 100 N was applied onto the top of implant abutment at $30^{\circ}$ with the implant axis. In order to simulate different osseointegration stages at the implant/bone interfaces, a nonlinear contact condition was used to simulate immature osseointegration and a bonding condition for mature osseointegration states. Results: Stress distribution pattern around the implant differed depending on the osseointegration states. Stress levels as well as the differences in the stress between the analysis models (with different threads) were higher in the case of the immature osseointegration state. Both the stress levels and the differences between analysis models became lower at the completely osseointegrated state. Stress dissipation characteristics of the V-shape thread was in the middle of the four threads in both the immature and mature states of osseointegration. These results indicated that implant thread design may have biomechanical impact on the implant bed bone until the osseointegration process has been finished. Conclusion: The stress dissipation characteristics of V-shape thread was in the middle of the four threads in both the immature and mature states of osseointegration.
Objective: The aim of this study was to evaluate the strain induced in the cortical bone surrounding an orthodontic microimplant during insertion. Methods: A 3D finite element method was used to model the insertion of a microimplant (AbsoAnchor SH1312-7, Dentos Co., Daegu, Korea) Into 1 mm thick cortical bone with a pre-drilled hole of 0.9 mm in diameter. A total of 1,800 analysis steps was used to simulate the 10 turns and 5 mm advancement of the microimplant. A series of remesh in the cortical bone was allowed to accommodate the change in the geometry accompanied by the implant insertion. Results: Bone strains of well higher than 4,000 microstrain, the reported upper limit for normal bone remodeling, was observed in the bone along the whole length of the microimplant. At the bone in the vicinity of the screw tip, strains of higher than 100% was recorded. The insertion torque was calculated at approximately 1.2 Ncm which was slightly lower than those measured from the animal experiment using rabbit tibias. Conclusions: The insertion process of a microimplant was successfully simulated using the 3D finite element method which showed that bone strains from a microimplant insertion might have a negative impact on physiological remodeling of bone.
Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
/
v.28
no.2
/
pp.147-161
/
2012
This study is to assess the effect of horizontal misfit of an implant supported 3-unit fixed prosthodontics on the stress development at the marginal cortical bone surrounding implant neck. Two finite element models consisting of a three unit fixed prosthodontics and an implant/bone complex were constructed on a three dimensional basis. The three unit fixed prosthodontics were designed either shorter (d=17.8mm model) or longer (d=18.0mm model) by 0.1mm than the span of two implants placed at the mandibular second premolar and second molar areas 17.9mm apart. Fitting of the fixed prosthodontics onto the implant abutments was simulated by a total of 6 steps, that is to say, 0.1mm displacement per each step, using DEFORM 3D (ver 6.1, SFTC, Columbus, OH, USA) program. Stresses in the fixed prosthodontics and implants were evaluated using von-Mises stress, maximum compressive stress, and radial stress as necessary. The d=17.8mm model assembled successfully on to the implant abutments while d=18.0mm model did not. Regardless if the fixed prosthodontics fitted onto the abutments or not, excessively higher stresses developed during the course of assembly trial and thereafter. On the marginal cortical bone around implants during the assembly, the peak tensile and compressive stresses were as high as 186.9MPa and 114.1MPa, respectively, even after the final sitting of the fixed prosthodontics (for d=17.8mm model). For this case, the area of marginal bone subject to compressive stresses above 55MPa, equivalent of the $4,000{\mu}{\varepsilon}$, i.e. the reported threshold strain to inhibit physiological remodeling of human cortical bone, extended up to 2mm away from implant during the assembly. Horizontal misfit of 0.1mm can produce excessively high stresses on the marginal cortical bone not only during the fixed prosthodontics assembly but also thereafter.
Purpose: The present study was aimed to evaluate the level of cortical bone strain during the placement of an implant. The primary concern was to investigate if the extent of overloading area near the marginal bone could be affected by microthread fabricated at the cervical 1/3 of an implant. Materials and methods: Three dimensional finite element analysis was used to simulate the insertion of 3 implants. Control model was $4.1{\times}10$ mm implant (Submerged model, Dentis Co,, Daegu, Korea) equipped with a main thread only. Type I was with main thread and microthread, and Type II had similar thread pattern but was of tapered body. A PC-based finite element software (DEFORM 3D ver 5, SFTC, Columbus, OH, USA) was used to calculate a total of 3,600 steps of analysis, which simulated the whole insertion. Results: Results showed that the strain field in the marginal bone within 1 mm of the implant wall was higher than 4,000 micro-strain in the control model. The size of bone overloading was 1-1.5 mm in Type I, and greater than 2 mm in Type II implants. Conclusion: These results indicate that the marginal bone may be at the risk of resorption on receiving the implant for all 3 implant models studied. Yet, the risk was greater for Type I and Type II implants, which had microthread at the cervical 1/3.
Statement of the problem: Under anatomical limitations on maxillary posterior region, a poor crown-to root ratio acting on dental implants can result in undesirable stress in surrounding bone, which in turn can cause bone defects and eventual failure of implants. Purpose: The purpose is to compare stress distribution due to different crown-root ratio and effect of splinting between natural teeth and implants in maxillary molar area under different loads. Material and methods: Analysis of stress arising supporting bone of the natural teeth and the implant was made with 3-dimensional finite element method. The model simulated naturel teeth was made with 2nd premolar and 1st molar in the maxillary molar region (Model T). The model simulated implants placed on same positions with two parallel implants of Straumann Dental Implant cemented abutment (Model I). Each model was designed in different crown-root ratio (0.7:1, 1:1, 1.25:1) and set cement type gold crown to make it non-splinted or splinted. After that, 300 N force was loaded to each model in five ways (Load 1: middle of occlusal table, Load 2: middle of buccal cusp, Load 3: middle of lingual cusp, Load 4: horizontal load to buccal cusp of anterior abutment only, Load 5: horizontal load to middle of buccal cusp of each abutment), and stress distribution was analyzed. Results and conclusion: On all occasions, stress was concentrated at the cervical region of the implant. Under load 1, 2 and 3, stress was not increased even when crown-root ratio increases, but under load 4 and 5, when crown-root ratio increases, stress also increased. There was difference in stress values between natural teeth and implants when crown-root ratio gradually increases; In case of natural teeth, splinting decreased stress under vertical and horizontal loads. In case of implants, splinting decreased stress under vertical loads 1,2 and 3, but increased maximal stress under loads 2 and 3. Under horizontal loads, splinting decreased stress, however the effect of splinting decreased under load 5 than load 4. Furthermore, the stress was increased, when crown-root ratio is 1.25:1. Clinical implications: This limited finite element study suggests that the stress on supporting bone may be increased under non-axial loads and poor crown-root ratio. Under poor crown-root ratio, excessive stress was generated at the cervical region of the implant, and decreased splinting effect for stress distribution, which can be related to clinical failure.
In recent years, degenerative spinal instability has been effectively treated with a cage. However, little attention is focused on the stiffness of the cage. Recent advances in the medical implant industry have resulted in the use of medical carbon fiber reinforced polymer (CFRP) cages. The biomechanical advantages of using different cage material in terms of stability and stresses in bone graft are not fully understood. A previously validated three-dimensional, nonlinear finite element model of an intact L2-L5 segment was modified to simulate posterior interbody fusion cages made of CFRP and titanium at the L4-L5 disc with pedicle screw, to investigate the effect of cage stiffness on the biomechanics of the fused segment in the lumbar region. From the results, it could be found that the use of a CFRP cage would not only reduce stress shielding, but it might also have led to increased bony fusion.
Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
/
v.22
no.1
/
pp.37-53
/
2006
Purpose: The purpose of this study was to investigate the influences of the jaw dimension on the bone stress. Materials and Methods: Root analogue implant of Frialit-2 Synchro model in the jaw bone of various thickness from 8mm to 13mm were modelled axisymmetrically for a series of finite element analyses. As load conditions, non-axisymmetric lateral load of 20N and an oblique load of 50N, as well as an axisymmetric vertical load of 50N were taken into consideration. Results: The cervical area of implant under the axisymmetric load and the base cortical bone under the non axisymmetric load condition were the areas of main concern where the higher level of stress were likely to be obtained. Conclusion: The results indicated that at the two concerned areas drastically different stress distribution could take place as a function of the load conditions. Under the vertical load, the lower level of stress was observed for the narrow jaw bone at the cervical cortical bone whereas stress at the base cortical bone remained virtually unchanged. Under the non axisymmetric load condition, however, the stress at the base cortical bone increased very rapidly as the jaw bone width increased without inducing any significant change in the stress level at the cervical area.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.