• 대한치과보철학회지
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• 제39권4호
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• pp.391-409
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• 2001

Since the early study about the osseointegration, lots of researches have been performed to increase the success rate and the stress around the implant in the jaw bone has been considered as one of the causes of failure. The purpose of this study was to examine the relationship between the implant failure and the stress by analysing the influence of different bone quality and bite force of some foods on the stress distribution around the implant, and to estimate the treatment result according to the bone quality and dietary pattern of patients. Bone quality was divided in 4 groups and models were drawn with the assumption that thread type implant(Nobel Biocare AB, Goteborg, Sweden) of 3.75mm diameter, 13mm length was installed to the bones. Various bite forces were applied to the occlusal surface of superstructure and the stress distributed around the implant were analysed with finite element analysis program. The results were as follows ; 1. The stress was changed proportionally to the bite forces of foods at all measuring points in all load cases. 2. The stress at the marginal bone was higher than that of the other measuring points in all load cases, and it was decreased at the first thread area. 3. The stress at the marginal bone was highest in type IV bone in all load cases. Especially it was twice those of other bone types at the bucco-lingual marginal bone and 50% higher at the mesio-distal marginal bone. 4. The stress at the bucco-lingual sides of the bone around the apical portions of implant showed little differences among the bone types, while type IV bone showed lower stress concentration than the other bone types in the mesio-distal sides. 5. Under the buccal oblique load ($15^{\circ}$ ), the stress at the lingual marginal bone was higher than that of buccal marginal bone, and the difference between the two points was almost same regardless of bone types.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제36권2호
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• pp.473-488
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• 2006

Adequate bone quality and stress distribution to the bone are of decisive importance for implant success. Even though the success rates of dental implants have been high, implant failures do occur. Overloading has been identified as a primary factor behind dental implant failure. The purpose of this study was to theoretically investigate the effect of two types of implants on the stress distribution in poor bone quality. Employing the finite element method, the study modeled a 4.1 mm diameter, 12.0 mm length implant placed in cortical or spongeous bone. A static loading of lOON was applied at the occlusal surface at 0, 30 degrees angle to the vertical axis of the implant. von Mises stresses concentrations in the supporting bone were analyzed with finite element analysis program. The results were as follows; 1. The stresses at the marginal bone were higher under buccal oblique load(30 degrees off of the long axis) than under vertical load. 2. Under buccal oblique load, the stresses were higher at the lingual marginal bone than at the buccal marginal bone, and the differences were almost the same. 3, Under vertical and oblique load, the stress was the highest at the marginal bone and lowest at the bone around apical portions of implant in cortical bone. 4, Under vertical load, Model 1 showed more effective stress distribution than Model 2 irrespective of bone types. On the other hand, Model 2 showed lower stress concentration than Model 1 under buccal oblique load.

• 대한치과보철학회지
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• 제50권2호
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• pp.99-105
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• 2012

연구 목적: 지금까지 성공적인 임플란트 치료를 위해 많은 연구가 진행되어 왔으며, 임플란트 주변 골 흡수 현상에 대한 연구는 매우 관심이 높은 분야 중 하나이다. 이에 본 연구에서는 삼차원 유한요소응력분석을 이용하여 변연골 흡수가 내측연결 임플란트 매식체의 기계적 안정성에 미치는 영향을 간접적으로 확인하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 악골에 식립된 내측연결 형태의 임플란트 매식체에 티타늄 소재의 임플란트 지대주를 지대주 나사로 연결하고 상부에 금합금관을 장착하는 삼차원 유한요소모형을 설계하였다. 0, 1, 2, 3 mm의 변연골 흡수 상태를 적용하고, 교합면 중심에서부터 3 mm 편측에 300 N의 수직 하중을 가하여 임플란트 매식체에 발생하는 최대 주 응력을 계산하였다. 결과: 유한요소분석결과 변연골 흡수에 따른 임플란트 매식체의 최대 주응력 분포는 유사한 양상을 보였으며, 임플란트 매식체 상단에서 가장 높은 응력 집중이 나타났다. 최대 주응력은 처음 1 mm 변연골 흡수를 가정하였을 때 가장 크게 증가하였고, 이후 변연골 흡수가 증가할수록 응력은 증가하였지만 응력 증가의 폭은 감소하는 경향을 보였다. 결론: 이러한 결과로부터 내측연결 임플란트에서 매식체 두께가 얇은 경부의 노출은 변연골 흡수로 인한 응력 증가에 가장 큰 원인임을 알 수 있었으며, 매식체의 변형, 균열 및 파절 등의 기계적 실패를 감소시키기 위해서는 이에 대한 외과적, 보철적 고려가 필요할 것으로 생각된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제48권4호
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• pp.266-272
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• 2010

연구 목적: 임플란트 경부 역사면의 디자인이 변연골 응력분포에 미치는 영향을 알아보기 위해 유한요소법을 사용하여 비교분석하였다. 연구 재료 및 방법:경부 직경 5.5 mm, 길이 8 mm의 매립형 (submerged type) 고정체 (Dentis Co., Daegu, Korea)를 연구모델로 선정하였다. 임플란트 경부 역사면의 디자인을 높이 (h, 0.4 mm, 1.0 mm)와폭경({5.5 - (3.34 + 2b)} / 2, [b, 0.2 mm, 0.3 mm, 0.4 mm])을 다르게 하여 총 여섯 가지의 실험 임플란트 조합으로 구분하였다. 축대칭 유한요소모델링을 이용하여 임플란트/악골 복합체에 대해 임플란트 장축에 평행한 방향으로 치관 교합면의 중심부에 수직 하중 100 N이 작용할 때 변연골의 최대압축응력을 산출하여 비교 하였다. 결과: 여섯 개의 모든 실험 임플란트 모델에서 변연골의 응력집중이 관찰되지 않았다. 변연골 응력은 임플란트 경부 역사면의 폭과 높이의 차이에 따라 달라지는 것이 관찰되었으며 사면각이 클수록 응력 집중이 증가하는 경향을 보였다. 결론: 임플란트 경부 역사면 디자인의 부여는 변연골 응력 분포 개선에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 여겨진다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제36권2호
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• pp.531-554
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• 2006

Oral implants must fulfill certain criteria arising from special demands of function, which include biocompatibility, adequate mechanical strength, optimum soft and hard tissue integration, and transmission of functional forces to bone within physiological limits. And one of the critical elements influencing the long-term uncompromise functioning of oral implants is load distribution at the implant- bone interface, Factors that affect the load transfer at the bone-implant interface include the type of loading, material properties of the implant and prosthesis, implant geometry, surface structure, quality and quantity of the surrounding bone, and nature of the bone-implant interface. To understand the biomechanical behavior of dental implants, validation of stress and strain measurements is required. The finite element analysis (FEA) has been applied to the dental implant field to predict stress distribution patterns in the implant-bone interface by comparison of various implant designs. This method offers the advantage of solving complex structural problems by dividing them into smaller and simpler interrelated sections by using mathematical techniques. The purpose of this study was to evaluate the stresses induced around the implants in bone using FEA, A 3D FEA computer software (SOLIDWORKS 2004, DASSO SYSTEM, France) was used for the analysis of clinical simulations. Two types (external and internal) of implants of 4.1 mm diameter, 12.0 mm length were buried in 4 types of bone modeled. Vertical and oblique forces of lOON were applied on the center of the abutment, and the values of von Mises equivalent stress at the implant-bone interface were computed. The results showed that von Mises stresses at the marginal. bone were higher under oblique load than under vertical load, and the stresses were higher at the lingual marginal bone than at the buccal marginal bone under oblique load. Under vertical and oblique load, the stress in type I, II, III bone was found to be the highest at the marginal bone and the lowest at the bone around apical portions of implant. Higher stresses occurred at the top of the crestal region and lower stresses occurred near the tip of the implant with greater thickness of the cortical shell while high stresses surrounded the fixture apex for type N. The stresses in the crestal region were higher in Model 2 than in Model 1, the stresses near the tip of the implant were higher in Model 1 than Model 2, and Model 2 showed more effective stress distribution than Model.

• 구강회복응용과학지
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• 제28권2호
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• pp.127-138
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• 2012

본 연구에서는 임플란트 고정체와 지대주 간의 전하중 크기가 임플란트 주위 변연골의 응력분포에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 해석 모델은 하악골에 식립되는 단일 임플란트(solid형 지대주와 submerged 형 고정체)로 제작되었고, 외력 조건으로는 임플란트 지대주 상부에 100N의 기능력이 협설 방향으로 30도 경사져 협측으로 작용하도록 설정하였다. 전하중의 크기가 변연골 응력 분포에 어떠한 차이가 생기게 하는지를 조사하기 위해 다섯개의 다른 전하중의 크기(0, 200, 400, 600, 800N)를 부여하였다. 모든 분석은 선형 탄성을 가정하여 ABAQUS/CAE(ver6.10-1, HKS, Fremont, CA, USA) 프로그램을 사용하였다. 임플란트 주위 변연골 응력분포의 차이는 전하중의 크기와 관련이 있었다. 100N의 교합력 하에 전하중이 0인 경우 변연골(임플란트 벽에서 0.1mm 떨어진 부분)에서 압축 응력은 28.33MPa이었는데, 전하중을 200N 증가시킬 때마다 1.76MPa씩 증가하였다. 이런 방식으로 800N의 전하중을 가할 때 나타나는 최대 압축 응력은 35.18MPa이었다. 반면 변연골에서의 인장 응력은 전하중이 증가할 수록 감소하였다. 임플란트 고정체와 지대주 간의 전하중은 변연골에서의 압축 응력을 증가시킬 수 있으나 기능력에 비하면 그 효과는 미미할 것으로 판단된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제49권3호
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• pp.185-192
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• 2019

Purpose: Implant wall thickness and the height of the implant-abutment interface are known as factors that affect the distribution of stress on the marginal bone around the implant. The goal of this study was to evaluate the long-term effects of supracrestal implant placement and implant wall thickness on maintenance of the marginal bone level. Methods: In this retrospective study, 101 patients with a single implant were divided into the following 4 groups according to the thickness of the implant wall and the initial implant placement level immediately after surgery: 0.75 mm wall thickness, epicrestal position; 0.95 mm wall thickness, epicrestal position; 0.75 mm wall thickness, supracrestal position; 0.95 mm wall thickness, supracrestal position. The marginal bone level change was assessed 1 day after implant placement, immediately after functional loading, and 1 to 5 years after prosthesis delivery. To compare the marginal bone level change, repeated-measures analysis of variance was used to evaluate the statistical significance of differences within groups and between groups over time. Pearson correlation coefficients were also calculated to analyze the correlation between implant placement level and bone loss. Results: Statistically significant differences in bone loss among the 4 groups (P<0.01) and within each group over time (P<0.01) were observed. There was no significant difference between the groups with a wall thickness of 0.75 mm and 0.95 mm. In a multiple comparison, the groups with a supracrestal placement level showed greater bone loss than the epicrestal placement groups. In addition, a significant correlation between implant placement level and marginal bone loss was observed. Conclusions: The degree of bone resorption was significantly higher for implants with a supracrestal placement compared to those with an epicrestal placement.

• 대한치과보철학회지
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• 제49권4호
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• pp.316-323
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• 2011

연구 목적: 본 연구의 목적은 치과용 임플란트 나사산 디자인이 변연골 응력에 미치는 영향에 정량적인 분석을 하고자 한다. 연구 재료 및 방법: 외경 4.1 mm (경부직경 3.5 mm), 매식부 길이 10 m인 표준형 ITI 임플란트 시스템(ITI Dental Implant System; Straumann AG, Waldenburg, Switzerland)을 기본모델(대조모델)로 채택하고, 그 몸체의 나사산은 다른 임플란트 시스템에 채택되고 있는 삼각형, 사각형, buttres형 디자인을 가지는 가상의 해석모델을 4종 만들었다. 해석모델은 나사산 형태와 크기에 따라 (1) 모델 A (작은 삼각형 나사산), (2) 모델 B (큰 삼각형 나사산), (3) 모델 C (buttres형 나사산), 및 (4) 모델 D (사각형 나사산)로 구분하였다. 유한요소 모델링과 해석에는 NISA II/DISPLAY III (Engineering Mechanics Research Corporation, Troy, MI, USA) 프로그램을 사용하였다. Mesh 구성에는 NKTP type 34형 solid 요소(4각형 축대칭 요소, 요소당 절점수 8개)를 사용하여 임플란트 장축과 평행한 축대칭 하중은 물론 장축과 경사각을 갖는 비축대칭 하중조건을 모두 해석할 수 있도록 하였다. 임플란트의 표면으로부터 각각 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 mm 떨어진 위치에 5개의 응력관찰점(stress monitoring point)을 설정 하여 기록된 응력 값으로부터 회귀분석을 통하여 변연골 응력 최대값(peak stress)을 정량화하였다. 해석에 사용한 하중 조건은 2가지로, 임플란트 축에 평행한 수직하중 100 N과 임플란트 축과 $30^{\circ}$를 이루는 경사력 100 N 조건이었다. 결과: 임플란트 경부와 접하고 있는 인접 변연골에 응력집중현상이 보이고 있었으며, 그 양상은 임플란트 나사산 디자인과 무관하게 거의 유사하게 관찰되었다. 수직력 100 N 조건에서 산출된 변연골 최대응력값은 대조모델과 실험모델 A, B, C, D에서 7.84, 6.45, 5.96, 6.85, 5.39 MPa이었고, 경사력 조건에서는 각각 29.18, 26.45, 25.12, 27.37, 23.58 MPa이었다. 결론: 임플란트 나사산의 디자인은 변연골의 응력에 영향을 미치는 중요한 요소이다.

• 대한치과보철학회지
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• 제48권3호
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• pp.224-231
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• 2010

연구 목적: 본 연구에서는 임플란트 경부 디자인의 측면에서 미세나사, 치은 관통부의 곡면 디자인 적용 및 경부 역사면 부여효과를 직접 비교하여 정량적인 평가를 하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 직경 4.1 mm, 길이 10 mm 의 매립형 (submerged) 고정체 (Dentis Co., Daegu, Korea)를 기본 형상으로 설정하였다. 실험 모델로는 대조 모델의 경부 주위, 즉 치은 관통부/지대주 체결 방법에 변화를 준 다섯 가지 경우로 설정하였다 (실험 모델 I: 경부측 3 mm에 높이 0.15 mm, 피치 0.3 mm의 미세나사 (microthread)가 가공된 모델, 실험 모델II: 실험 모델 I 과 동일한 고정체이나, 매립형이 아니라 1-stage 형 (internal type) 디자인을 가진 미세나사가 가공된 모델, 실험 모델 III: 매식부 나사산은 대조 모델과 동일하나 1-stage 형 경부 디자인을 가지는 미세나사가 가공되지 않은 모델, 실험 모델 IV: 일체형 (one piece system) 임플란트로 치은 관통부에 3 mm 직경의 만곡 (concavity)형상을 갖는 모델, 실험 모델 V : 매식부 나사산 및 지대주는 대조 모델과 동일하나 고정체 platform 가장 자리에 높이 1 mm 의 역사면 (reverse bevel)을갖는모델). 유한요소해석을 위해 PC용으로 출시된 상용 프로그램인 NISA II/Display III (EMRC, Troy, MI, USA)를 사용하여, 축대칭으로 임플란트/악골 조합을 모델링하였다. 고정체 형상은 동일하나 경부 (및 치은 관통부) 디자인에 차이가 있는 여섯 종의 임플란트 (대조 모델 + 다섯 종 실험 모델)를 9 mm 폭경의 악골에 식립하고 임플란트 장축에 대해 30도의 각도를 갖는 100 N의 하중을 받는 조건으로 임플란트/골 복합체의 응력을 해석하였다. 결과:실험 모델 I과 실험 모델 IV에서 변연골 응력이 약간 낮았으나 실험 모델 II, III, 실험 모델 V는 대조 모델보다 변연골 응력이 높았다. 최대 절점응력이 기록된 임플란트로부터 0.2 mm 떨어진 위치에서의 응력은 실험 모델 III에서 21.11 MPa로 가장 높았고 실험 모델 II와 실험 모델 V는 비슷한 수준으로 각각 18.39 MPa, 17.88 MPa이었으며 실험 모델 I, IV는 대조모델의 15.09 MPa 보다 약간 낮은 14.78 MPa, 14.63 MPa 였다. 결론: 경부의 미세나사와 치은 관통부의 곡면 (concavity) 부여가 변연골의 응력집중 방지에 효과가 있는 것으로 분석되었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제42권5호
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• pp.583-596
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• 2004

Statement of problem : Stress concentration on the neck bone affects the bone resorption, and finally the implant survival. Purpose: In order to examine the stress distribution on the neck bone and prosthesis abutment for implants, decreasing abutment sizes were used. Material and methods : Axisymmetric models were used to obtain the data required. These models were composed of 4mm implants with 3.4mm and 4mm abutments, 5mm implants with 3.4mm and 5mm abutments and 6mm implants with 3.4mm and 6mm abutments. All abutments were designed to received a 10mm high by 10mm diameter gold crown. Functional element analysis was used to obtain these results using data that consisted of 50 N vertical and 45 degree inclination forces. Results : 1. Changing the diameter of the abutment on the implant affects the effect of the inclination forces more than the effect of the vortical forces. 2. Changing the diameter of the abutment on the implant affect the effect of the inclination forces more than the effect of the vertical forces. 3. Experimentation showed that the larger diameter implants provided a decreased neck bone stress, whereas a larger diameter abutment provided a decrease marginal abutment stress. 4. Experimentation showed that the neck bone and abutment received more stress from inclination forces than vertical forces, Conclusions: By decreasing the size of the abutment on the implant we were able to diminishneck bone stress.