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무치악에 대한 최소 임플란트의 구조물의 3차원 유한요소 해석
The 3-Dimensional Finite Element Analysis of Minimum Implant Structure for Edentulous Jaw

장인식   (홍익대학교 기계정보공학과UU0001569  );
  • 초록

    The aim of the study is to interpret the distribution of occlusal force by 3-dimensional finite element analysis of ISP(Implant Supported Prosthesis) supported by minimum number of implant to restore the edentulous patients. For this study, the Astra Tech implant system is used. Geometric modeling for 6 and 4 fixture ISP group is performed with respect to the bone, implant and one piece superstructure, respectively. Implants are arbitrarily placed according to the anatomical limit of lower jaw and for the favorable distribution of occlusal force, which is applied at the end of cantilever extension of ISP with 30mm. Element type is tetrahedral for finite element model and the typical mechanical properties, Young's modulus and Poisson's ratio of each material, cortical, cancellous bone and implant material are utilized for the finite element analysis. From this study, we can see the distribution of equivalent stress equal to real situation and speculate the difference in the stress distribution in the whole model and at each implant fixture, From the analysis, the area of maximum stress is distributed on distal contact area between bone and fixture in the crestal bone. The maximum stress is 53MPa at the 0.2mm area from the bone-implant interface in the maximum side for 300N load condition for 4 fixture case, which is slightly less than the stress calculated from allowable strain. This stress has not been deduced to directly cause the loss of crestal bone around implant fixture, but the stress can be much reduced as the old peoples may have lower chewing force. Thus, clinical trial may be performed with this treatment protocol to use 4 fixtured ISP for old patients.


  • 주제어

    무치악 .   유한요소 해석 .   임플란트지지보철물 .   하악 .   응력분포.  

  • 참고문헌 (10)

    1. Epositio, M., Thomsen, P., Molne, J., Gretzer, C., Ericsson, L. E. and Lekhom, U., 'Immunohistochemistry of soft tissues surrounding late failures of Branemark implants,' Clin Oral Implants Res., Vol. 8, Issue 5, pp. 352-366, 1997 
    2. Rosenberg, E. S., Torosian, J. P. and Slots, J., 'Microbial differences in 2 clinically distinct types of failures of osseointegrated implants,' Clin. Oral Implants Res., Vol. 2, Issue 3, pp. 135-144, 1991 
    3. Lamit, L. G., 'Pro/ENGINEER WILDFIRE,' Thomson, 2004 
    4. Natali, A. N., 'Dental Biomechanics,' Taylor & Francis, pp. 56-59, 2003 
    5. Frost, H. M., 'Wolff's Law and bone's structural adaptations to mechanical usage: an overview for clinicians,' Angle Orthodontist, Vol. 64, No. 3, pp. 175-188, 1994 
    6. Isidor, F., 'Loss of osseointegration caused by occlusal overload of oral implants. A clinical and radiographic study in monkeys,' Clin. Oral Implants Res., Vol. 7, Issue 2, pp. 143-152, 1996 
    7. Meijer, H. J., Starmans, F. J., Steen, W. H. and Bosman, F., 'A three-dimensional, finite-element analysis of bone around dentalimplants in an edentulous human mandible,' Archives of Oral Biology, Vol. 38, Issue 6, pp. 491-496, 1993 
    8. Quirynen, M., Naert, I. and Van Steenberghe, D., 'Fixture design and overload influence marginal bon eloss and fixture success in the Branemark system,' Clin. Oral Implants Res., Vol. 3, Issue 3, pp. 104-111, 1992 
    9. Sanz, M., Alandez, J., Lazaro, P., Calvo, J. L., Quirynen, M. and Van Steenberghe, D., 'Microbial differences in 2 clinically distinct types of failures of osseointegrated implants,' Clin. Oral Impalnts Res., Vol. 2, Issue 3, pp. 128-134, 1991 
    10. ANSYS, Inc., 'ANSYS Workbench Manual,' 2001 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Seo, Kyung-Hyo ; Lee, Chi-Woo ; Moon, Byung-Cheol 2014. "Numerical Analysis on Posterior Prosthesis of Implant Temporary Teeth Combination Bridge" 한국동력기계공학회지 = Journal of the korean society for power system engineering, 18(5): 60~65     
    2. Jeong, Yeon Ho ; Jung, Dae Man ; Lee, Kwon Jae ; Cho, Young Tae ; Jung, Yoon Gyo 2016. "Performance Investigation of Rotary Discharge Machine by Analytical Method" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering, 33(12): 965~970     

 저자의 다른 논문

  • 장인식 (10)

    1. 1996 "구조동역학에서의 오차 추정과 시간간격 제어 알고리즘" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 4 (4): 190~200    
    2. 1998 "유한요소 기법을 적용한 시간적분법에서 형상함수에 따른 오차추정치 유도" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 11 (4): 187~196    
    3. 2000 "자동차 충돌해석에 의한 단순화된 차체 강성 방정식의 유도" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 8 (4): 177~185    
    4. 2003 "승용차 시트프레임의 강도해석" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 11 (6): 205~212    
    5. 2006 "여러 가지 충돌 상황에 따른 FRP 어선 간의 충돌 해석" 한국해양환경공학회지 = Journal of the Korean society for marine environmental engineering 9 (4): 253~262    
    6. 2006 "상용승용차 시트프레임 부품의 중량 최적화에 관한 연구" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 14 (5): 155~163    
    7. 2007 "중위권 대학 신입생의 수학적 배경과 대학수학 성취도 사이의 관계" 한국수학교육학회지. 시리즈 A: 수학교육 46 (1): 53~67    
    8. 2008 "3차원 충돌해석 정보를 이용한 측면 충돌 사고 재구성" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 16 (1): 52~63    
    9. 2010 "모드 주파수를 이용한 모델 개선 과정에 대한 연구" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 27 (2): 109~116    

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