در این پژوهش قصد داریم به بررسی چگونگی توزیع تنش و بیشینه تنش در مجموعه ایمپلنت و استخوان فک بپردازیم.
به طوریکه در اثر فشار های زیادی که بین ایمپلنت و استخوان وجود دارد ،امکان ایجاد التهاب و عدم موفقیت وجود خواهد داشت .
در این بررسی شکل پیچیده استخوان و نوع بافت نیز مدنظر گرفته شده است.
پروتزهای بر پایه ایمپلنت چه ثابت و چه متحرک، معتبرترین روش های درمان در دندانپزشکی هستند، اما تاثیر جابجایی های مکانیکی بر روی عملکرد و جوش خوردن ایمپلنت ها همچنان مشخص نیست.
جوش خوردن ایمپلنت با استخوان فرآیند پیچیده ای است که درآن با فعالیت های مولکولی و سلولی در فصل مشترک ایمپلنت و استخوان سروکار داریم.
علاوه برا این چنانچه فشارهای زیادی بین ایمپلنت و استخوان وجود داشته باشد، باعث ایجاد التهاب و عدم موفقیت می شود. پس بررسی مطالعه متغیرهای بیومکانیکی را برای ایمپلنت های مختلف محاسبه و بررسی کرد. بدین منظور می بایست ابعاد و ویژگی های قسمت های مختلف استخوان و ایمپلنت را داشته باشیم.
در محاسبات علاوه بر این که شکل هندسی پیچیده استخوان را باید در نظر بگیریم، نوع بافت آن نیز بسیار حائز اهمیت می باشد، با در نظر گیری این جزئیات نتایج بهتری حاصل می شود و دانش مارا درباره بر همکنش های مکانیکی ایمپلنت و استخوان افزایش می دهد.
پس هدف ما بررسی شرایط بیومکانیکی در فصل مشترک ایمپلنت و استخوان و عملکرد ایمپلنت است. ما در این بررسی شکل پیچیده استخوان و نوع بافت آن را در نظر گرفتیم.
دو تکه از استخوان فک پایین دو جسد مرد تهیه شد، این دو تکه استخوان اسکن شدند، حجم این استخوان ۰٫۱۵ و ۴۰/. بود. فایل dicom این استخوان ها تبدیل به stl شد تا در مدل سازی FEM استفاده شوند. ایمپلنت ها و استخوان های مورد نظر در نرم افزار ANSYS روی هم سوار شدند.
هنگام جویدن ، دندان ها تحت فشار های شدیدی قرار می گیرند، ما در این پژوهش این نیرو را ۱۵۰ نیوتن فرض کردیم، هم چنین سه جهت مختلف برای شبیه سازی شرایط دهان در نظر گرفته شد.
۱) ۱۵۰ نیوتن در راستای محور طولی ایمپلنت
۲) ۱۵۰ نیوتن با زاویه ۴۵ درجه
۳) ۱۵۰ نیوتن در راستای محور عرضی
۲ حالت برای میزان جوش خوردن در نظر گرفته شد: ۱) جوش خوردن کامل ۲) جوش خوردن جزئی
۲ نوع بافت استخوان یکنواخت و الاستیک هم برای مدل سازی در نظر گرفتیم. پس در کل ۱۲ حالت داریم
جهت جابجایی ایمپلنت در استخوان نسبت به محور ایمپلنت در نظر گرفته شد. ۱) جهت افقی که از زبان تا گونه دامنه ی تغییرات آن است.
۲) جهت عمودی
بیشترین میزان جابجایی مربوط به استخوان با حجم کمتر (۱۵/۰) بود که در آن فرآیند جوش خوردن به شکل جزئی صورت گرفته و جهت نیروی اعمالی در راستای افقی بود.
در جهت عمودی بیشترین میزان جابجایی مربوط به ایمپلنت هایی بود که فرآیند جوش خوردن به صورت جزئی در آنها اتفاق افتاده بود، حجم استخوان در این مورد آنچنان تاثیر نداشت، به طور کلی جابجایی ایمپلنت های جوش خورده کمتر از ایمپلنت های جزئی جوش خورده بود.
شدت فشار بر روی ایمپلنت های کاشته شده، نیز بررسی شد. بیشترین میزان فشار وقتی است که نیرو به شکل عمودی به ایمپلنت های کامل جوش خورده وارد می شود.
در این پژوهش جابجایی افقی و عمودی ایمپلنت های کامل جوش خورده زیر ۷ میکرون بود، این مقدار در ایمپلنت های جزئی جوش خورده بیشتر بود، جویدن باعث جابجایی بین ۵۰ الی ۱۰۰ میکرون در جهت افقی و عمودی می شود، که این مقدار در ایمپلنت کامل جوش خورده بسیار کمتر است.
جابجایی دندان جزئی جوش خورده مشابه دندان طبیعی است. اما باید این نکته را ذکر کنیم که نوع جابجایی در ایمپلنت ها متفاوت است. برهمکنش دندان طبیعی با استخوان طوری است که در حین اعمال نیرو آن را دفع می کند در حالی که در ایمپلنت دفع نیرویی در کار نیست و حالت خشک چوب شدگی وجود دارد، در مواردی که جوش خوردن ایمپلنت کامل نیست جابجایی ۷۰ میکرونی موجب ساییدگی ایمپلنت می شود، به همین خاطر جوش خوردن ناقص بسیار مهم است.
فشارهای اعمالی به ایمپلنت دندانی در مواردی که فرآیند جوش خوردن کامل بود، شدت کمتری داشت و فشار وارد به شکل یکنواخت تری در اطراف ایمپلنت پخش شد، با مقایسه استخوان های با حجم و تراکم مختلف متوجه شدیم که استخوان کمتراکم تر فشار بیشتری را به استخوان فک وارد می کند.
در این پژوهش شدت فشار وارده به ایمپلنتی که جزئی جوش خورده ۲ برابر ایمپلنتی است که کامل جوش خورده است.
پس جوش خوردن ایمپلنت عامل بسیار مهمی در موفقیت و عملکرد ایمپلنت دارد. با مقایسه نتایج متوجه شدیم که این عامل حتما از عامل تراکم و نوع بافت استخوان هم مهم تر است.
یکی از ایرادات این پژوهش این است که فقط از یک نوع ایمپلنت استفاده کرد، اگرچه ارزیابی فشارهای اعمالی به طور کلی به ویژگی های هندسی وابسته است.
انتخاب ایمپلنت های دیگر با سایز و مدل مختلف ممکن است این مقادیر را تغییر دهد، اما جزئیات هندسی ایمپلنت و استخوان که در این مدل لحاظ شدند دید کلی خوبی را به ما می دهند.
در نهایت باید گفت که جوش خوردن ناقص خطرناک ترین موضوع در موفقیت یا عدم موفقیت ایمپلنت است.