تحليل بيومكانيكي پيچ و مخروط و آناليز حساسيت شل شدن اباتمنت در ايمپلنت‌هاي دنداني

Biomechanical analysis of tapered integrated screw and sensitivity analysis on abutment loosening in dental implants

زمينه و هدف: در اتصال اباتمنت به ايمپلنت مكانيزم‌های مختلفی ارايه شده است. يكی از پر كاربردترين اين مكانيزم‌ها در ايمپلنت‌های دندانی، TIS (Tapered Integrated Screw) يا تركيب مخروط با پيچ متصل به انتهای آن می‌باشد. هدف از اين مطالعه بررسی چگونگی عملكرد مكانيزم فوق و همچنين تعيين عوامل موثر در بهبود عملكرد TIS در فرآيند طراحی و اجرا به روش تحليلی بود. روش بررسی: معادلات مربوطه با درنظر گرفتن استخوان اطراف ايمپلنت و همچنين بدون آن برای به دست آوردن گشتاور سفت شدن و شل شدن، فشار انقباضی و پيش‌بار توسعه داده شدند. نسبت گشتاور شل شدن به گشتاور سفت كردن به عنوان راندمان اين مكانيزم تعريف گرديد. در ادامه تاثير استخوان و تغيير مدول‌الاستيك و ضخامت استخوان در عملكرد TIS بررسی شد. يافته‌ها: در اين مطالعه 14 متغير مستقل كه در عملكرد TIS موثر هستند شناخته شدند. ازجمله اين عوامل، زاويه مخروط، ضريب اصطكاك، هندسه اباتمنت و ايمپلنت می‌باشند كه با استفاده از آناليز حساسيت نقش برخی از آنها در عملكرد ايمپلنت استاندارد ITI نشان داده شد. نتيجه‌گيری: در اين مطالعه مشخص شد كه ضريب اصطكاك، سطح تماس و شعاع ايمپلنت بيشترين نقش‌ها را در تغيير مقادير گشتاور شل شدن و سفت شدن و همچنين راندمان TIS ايفا می‌كنند، همچنين مشخص شد كه تغيير خواص استخوان ازجمله ضخامت و مدول‌الاستيك، كمتر از 15% می‌توانند در عملكرد TIS موثر باشند.

Background and Aims: Different mechanisms have been developed for connecting abutment to implant. One of the most popular mechanisms is Tapered Integrated Screw (TIS), which is a Tapered Interference Fit (TIF) with a screw integrated at the bottom of that. The aim of this study was to investigate the mechanism of TIS and effective factors in employing TIS during design and implementation processes using an analytic method. Materials and Methods: Relevant equations were developed to predict tightening and loosening torques, contact pressure and preloads with and without bone tissue in this analysis. The efficiency is defined as the ratio of the loosening torque to the tightening torque. The effects of the change in elastic modulus and thickness of the bone on operation of this mechanism were investigated. Results: In this study, 14 independent parameters such as taper angle, friction coefficient, abutment and implant geometry that are effective on performance of TIS mechanism were presented. The role of some factors was shown in the performance of ITI implant using sensitivity analysis. Conclusion: It was shown that friction coefficient, contact length, and implant radius play major roles on tightening and loosening torques and efficiency of the mechanism. Furthermore, the results revealed that the change in the elastic modulus and thickness of the bone influenced the efficiency of the mechanism less than 15%.