Análisis biomecánico de implantes dentales porosos con gradiente axial: un análisis de elementos finitos
Autores: Zhang, Chunyu; Wang, Yuehong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis biomecánico de implantes dentales porosos con gradiente axial: un análisis de elementos finitos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Estructura porosa
Implante dental
Apantallamiento por estrés
Gradiente axial
Porosidad
Distribución biomecánica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La estructura porosa puede reducir el módulo elástico de un implante dental y aproximar mejor las características elásticas del material al hueso alveolar. Por lo tanto, tiene el potencial de aliviar el efecto de protección del hueso alrededor del implante. Sin embargo, el hueso natural es heterogéneo y, por lo tanto, introducir una estructura porosa puede producir estrés óseo patológico. En este sentido, diseñamos un implante poroso con variación de gradiente axial en porosidad para aliviar el efecto de protección del estrés en el hueso esponjoso mientras controlamos el valor máximo de estrés en la región del margen del hueso cortical. Se estudiaron las características de distribución biomecánica de los implantes porosos de gradiente axial utilizando un método de elementos finitos. El análisis mostró que un implante poroso con una variación de gradiente axial en porosidad que va del 55% al 75% era la mejor estructura. Bajo cargas verticales y oblicuas, la proporción del área con un valor de estrés dentro del intervalo óptimo de estrés en la interfaz hueso-implante (BII) fue del 40.34% y 34.57%, respectivamente, lo que fue un 99% y un 65% más alto en comparación con el implante no poroso en el grupo de control. Además, el valor máximo de estrés equivalente en el implante con este parámetro de poro fue de 64.4 MPa, que fue menos de 1/7 de su resistencia de rendimiento teórica. Los implantes porosos de gradiente axial cumplen con los requisitos de resistencia para aplicaciones de implantes óseos. Pueden aliviar el efecto de protección del estrés en el hueso esponjoso sin aumentar la concentración de estrés en el margen del hueso cortical, optimizando así el patrón de distribución de estrés en la BII.
Descripción
La estructura porosa puede reducir el módulo elástico de un implante dental y aproximar mejor las características elásticas del material al hueso alveolar. Por lo tanto, tiene el potencial de aliviar el efecto de protección del hueso alrededor del implante. Sin embargo, el hueso natural es heterogéneo y, por lo tanto, introducir una estructura porosa puede producir estrés óseo patológico. En este sentido, diseñamos un implante poroso con variación de gradiente axial en porosidad para aliviar el efecto de protección del estrés en el hueso esponjoso mientras controlamos el valor máximo de estrés en la región del margen del hueso cortical. Se estudiaron las características de distribución biomecánica de los implantes porosos de gradiente axial utilizando un método de elementos finitos. El análisis mostró que un implante poroso con una variación de gradiente axial en porosidad que va del 55% al 75% era la mejor estructura. Bajo cargas verticales y oblicuas, la proporción del área con un valor de estrés dentro del intervalo óptimo de estrés en la interfaz hueso-implante (BII) fue del 40.34% y 34.57%, respectivamente, lo que fue un 99% y un 65% más alto en comparación con el implante no poroso en el grupo de control. Además, el valor máximo de estrés equivalente en el implante con este parámetro de poro fue de 64.4 MPa, que fue menos de 1/7 de su resistencia de rendimiento teórica. Los implantes porosos de gradiente axial cumplen con los requisitos de resistencia para aplicaciones de implantes óseos. Pueden aliviar el efecto de protección del estrés en el hueso esponjoso sin aumentar la concentración de estrés en el margen del hueso cortical, optimizando así el patrón de distribución de estrés en la BII.