IRUCAA@TDC : 下顎臼歯部に適用されたOsseointegrated Implant Bridgeの設計条件が周囲骨組織の応力分布に及ぼす影響に関する実験的研究

全文

(1)Title. Author(s) Journal URL. 下顎臼歯部に適用されたOsseointegrated Implant Bridgeの設計条件が周囲骨組織の応力分布に及ぼす影響に関する実験的研究荒滝, 友彦; 安達, 康; 岸, 正孝歯科学報, 98(2): 113-136 http://hdl.handle.net/10130/3123. Right. Posted at the Institutional Resources for Unique Collection and Academic Archives at Tokyo Dental College, Available from http://ir.tdc.ac.jp/.

(2) 113. -番著下顎臼歯部に適用されたの設計条件が周囲骨組織の応力分布に及ぼす影響に関する実験的研究荒瀧友彦安達康岸正孝東京歯科大学歯科補綴学第三講座. (主任:岸正孝教授) 年10月31日受付) 年12月6冒受理) 抄鼻:本研究は,下顎臼歯部に適用されたに関して, 設計条件の異なる複数の二次元有限要素モデルを構築し,静的垂直荷重条件下における周囲骨組織の応力分布について比較検討したものである｡その結果,恵線状に埋入されたに対する間大型のO I B設計の場合には周囲敏密骨における最大応力値は,総間距離の減少およびの埋入個数の増加に伴って減少することが認められた｡一方,遊離端型のO I B設計の場合には,最大応力値は問大型のO I B設計と比較して増大し,特に総間距離の減少と延長ボンディックの延長とに伴って著明に増大することが認められたo しかしながらの埋入個数が周囲骨組織の最大応力値に及ぼす影響は比較的小さいものと恩われたO キーワード設計条件,有限要素法,応力分布緒盲. により支持を求めた義歯,いわゆるにおいては,その下部構造であるが,軟組織の介在なしに周囲骨組織と直接接触することを特徴とするしたがって, は,周囲骨組織に対して,歯根膜組織を有する天然歯とは異なった力学的特性を示すものと考えられの埋入条件や上部構造の設計,対金歯との唆合接触状. 構造の設計が,顎骨や隣在歯および対合関係等の解剖学的な条件によって制約を受けやすいが,この点に関して￠rtら6)は,局部的なOI B 症例は,無菌顎症例と比較して,インプラント･コンポーネントおよび周囲骨組織の過重負荷をより引き起こしやすいことを指摘している｡そして,実際に臨床調査においても周園の骨喪失を伴う破折症例の多くが,主として臼歯部の局部的歯牙欠如症例に通用されたものであるとの報吾がなされており局部的な. 態等,臨床的なO I Bの設計条件を産休力学的な観点から明らかにする必要がある｡. O I Bの設計における過重負荷の危険性が示唆されている｡. ここで,局部的歯牙欠如症例に対して適用されたO I Bにおいてはの埋入条件や上部. 周囲における力学的刺激と骨組織の動態との関係は,現在のところ明らかではないが, らのは,上部構造の設計に起因した過. 本論文の要旨は,第16回日本口腔インプラント学会関東甲信越支部学術大会年7月14日,新潟)および平成8 年度日本補紋歯科学会関東支部学術大会年2月15 冒,東京)において発表した｡. 重負荷は周囲骨組織に局所的な応力集中を引き起こし,結果として骨吸収を引き起こす可能性があることを示唆しら10)は,イヌ 23一.

(3) 114. 荒瀧,他の設計条件と周囲骨組織の応力分布. 表1実験モデルの物性値. を用いた組織学的研究により,過重負荷による周囲骨組織の応力集中部位において骨吸収が認められたことを報告している｡このような. 対象. (部位 ). 縦弾性係数. 周囲骨組織の生聾的な範囲を超えた骨吸収はの支持能力を低下させ,予後不良. 敏密骨海綿骨. を招くことが推測されるのでの設計と顎骨の圧負担との関係を明確に把握する必要がある｡. と敏密骨の結合部 29 ). 従来よりに関する力学的な研究としては,ストレインゲージ法光弾性. F､および. 法 )などの模型実験や,コンピューターを利用した工学的近似法である有限要素法解析が. 人工歯冠部 22). 行われてきた｡特に有限要素法解析は,模型実験では得られない負荷に対するインプラント･コンポーネントや顎骨内部の応力分布を,多くの条件. の連結部. から系統的に検討することが可能であるために, の設計に関する生体力学的な解析手段. と. 指針が乏しいのが現状である｡以上の観点から著者は,特に臨床応用の塵度の高い下顎臼歯郭顎骨に運用されたO I Bに関して,その設計条件の差異が周囲骨組織の応力分布に及ぼす影響について,二次元有限要素法を用いて解析を行い,臨床的な設計の許容性を比較検討することを試みた｡実験方法上実験モデル 1 )実験モデルの構成および材料特性本研究の実験モデルとして,顎骨中に4個のが直線状に厘入され,それぞれがを介して上部構造と連結された下顎白歯部の矢状断面モデルを構築した(図1 )｡モデルはの節点との要素より構成され,各要素厚径をに設定し,二次元平面応力問題として解析を行うべく要素定義を行った｡実験モデルを構成する要素の物性値は表1に示すとおりである｡およびの形状は. 20.0. 0.30. 2.0. 0.40. 2.0. 0.30. 10 8 . 5. 0.34. 10 8 . 5. 0.34. 72.3. 0. 3 4. 上部構造荷重節点 i: L /l. 千l -､一寸. -. 1受$< 7. " m. .. 裏ふ. =>I: l .ii> l I､ ∴ I. きメ壌 X tu re. として,極めて有用であるとされている｡しかしながら,これらのの設計に関する報吾において,近年,応用頻度の高い局部的なO I B の設計を対象とした報吾'は少なく,臨床的な設計. ポアソン比. (G P a ). + + l挙 l / ､齢. l l l 慈. ＼. 敵密骨海綿骨. m -■ m l■ 】 ■. ､ LI:I 千1 【 I I I i I. L 1つ A､S つ. iI+i++a .. L YI rl1 I lL I Ll ∫ El. →遠心. 近JL､ ◆一一一一. 図1有限要素モデル. ⑨ 社製)の標準的なインプラント･コンポーネントを参考にして構築した｡それらの外形寸法は,長径幅径のが,長径幅径4.5 mmの下縁に接している｡各の設置間隔は,臨床的な観点から,小臼歯から大臼歯部の顎骨に対して直線状に4個埋入可能で, 各構成要素が互いに干渉を及ぼさない叢小室として,中心間でに設定した｡これらのおよびの材質はチタンとし, 伊藤22)の報吾を参考にその物性値を決定した｡にがネジ止めされている状況を表現するためにと上部構造の接合部に特定の力学的条件を設定する必要があるが,その力学的特性に関しては,当教室におけるに対するの被圧変位特性の実. -24-.

(4) 歯科学報. 115. 測値5)を参考にして予備解析を行い検討した結果,厚径0.5mmの接合部要素に対して. の周囲の海綿骨中に,上線部敏密骨からモデル下縁まで追加設定した｡また,有限要素モデルにお. GPaの縦弾性係数を与えることにした｡上部構造はと連続体をなすチタン. けると周囲骨組織との界面の力学的表現にあたってはの被圧変位特性の実測. 製とし,その片側に延長ボンディックをもつ設計としたが,その物性値はおよび. 値および野村29)の報吾を参考にして検討を加えと撤密骨との問に厚径. と同一とした｡また,上部構造上の荷重節点は,各中央置上の4節点と,最遠心. 縦弾性係数の要素を介在させた. 2)解析方法. の直上よりおよび遠心の延長ボンディック上の3節点とし. 有限要素モデルの解析は,汎用有限要素法解析プログラム工. を支持する顎骨の外形はの. 社/横河技術情報社製)を使用して,パーソナルコンピューター日本電気社製)により実行した｡. た｡埋入条件を変化させたモデルの構築を考慮して, 左右対称な単純な形態とした｡モデルの顎骨上縁部を構成する厳密骨の厚径は,各種報吾を. なお,解析条件としてはの被圧変位特性が周薗骨組織の弾性変. 参考に約に設定した｡また,撤密骨および海綿骨の物性値は,各種報吾を参考に設. 形に起し,荷重量に対しての変位室が直線比例的に増加する性薯がある5)ことから,線. 定したが,いずれもその内部構造が均質な等方性の材料として要素分割を行った｡. 形角卵子モジュールを採用した｡また,有限要素子去には静的解析や動的解析があるが,本研究におい. ここで顎骨モデルの構築にあたってはの位置および個数の組み合わせに伴ってそれぞれのの圧負担が変化するが,解析対. ては特に唆みしめ時を想定し,時間的に荷重量が変化しない静的解析を行った｡ 3)実験モデルの特性. 象となる骨組織の応力分布は,隣接する骨組織の応力分布の影響を可及的に排除し,力学的には. 前述したような各要素の定義を行った実験モデルにおいて,上部構造により連結されていない単. 個々のが独立した圧負担状態を呈することが好ましい｡このために,予備解析モデルにつ. 独のの敏密骨上縁部より上方の上部構造上の節点に20Nの水平荷重を作用させた. いて若干の検討を加えた｡その結果,顎骨モデル底面の全節点,および上縁部赦密骨の近遠心鋸の. 場合との長軸方向に50Nの垂直荷重を作用させた場合のの被圧変位と,堀田の報害した実測値5)とを比較したものが表2であ. 節点を拘束点とすることとした｡さらにに対する頑舌側敏密骨の支持を二次元的に表現するために,幅径の撤密骨要素を各. る｡ 4個のにおいて,骨縁より上方における変位量,骨縁部における変位室. 表2 実験モデルのの被圧変位特性荷重条件計測項目実験モデル実測値. 水平荷重時骨縁よりおける変位室. 上方に. ±0.1 9.2∼ 125.9. 垂産荷重時 A / F *. 2. 6 ±0. 1. 0.3. 2. 5. 2.3 ±0. 1. 0.1∼ 0.5. 3. 0. 2.0∼ 10.0. 0. 1∼ 39. 1. 回転中心の位置 [m m ]. 変位量. 骨縁郭における変位室 [〃m ]. [〃m ]. の変位量の変位量 25.

(5) 116. 荒瀧,他の設計条件と周圏骨組織の応力分布. Al(蓋準条件モデル). 図2. 条件モデル. の変位室に対するの変位量の. 上への荷重の有無により,間大型荷室と遊離端型. 比,回転中心の敏密骨上線部からの距離,および垂直荷重時の変位量のいずれについても実測値の. 荷重に大別して荷重条件を設定した｡なお,上部構造上の複数の荷重節点に対して荷重を行った. 範囲に舎まれ,実験モデルとして妥当であると判断された｡ 2.条件モデル. が,一つの荷重節点に対する荷重室はいずれも50 Nとし,すべて垂産静荷重とした｡ 1)基準条件モデル. O I Bの設計の差異が,周囲骨組織の応力分布に及ぼす影響について検討するために,図2に. 各種条件モデル間の比較をするための基準として,蓋準条件モデルを設定した｡臨床的な観点か. 示すようにの個数と設置位置の異なる 7種幾の条件モデルを構築した.条件モデルは総. らの埋入可能な支持骨域において最小限の個数で上部構造を均等に支持することが可能. 問距離によって分致し,総間距離が3単位の条件モデルをA君羊, 2単位の条件モデルをB群, 1単位の条件モデルをC群とした｡. な設計,すなわちモデルの最近心および最遠心にが各1個厘入された,総間距離が3単位の条件モデルA lを基準条件モデルとした｡. これらの条件モデルは,実験モデルの初期設定条件を変化させることなくの物性値を. なお,基準条件モデルについては,上部構造の剛性の差異,あるいは問距離の差異が. 隣接する顧密骨および海綿骨の物性値に置換し, との連続性を断つことにより. 周圏骨組織の応力分布に及ぼす影響について把握しておく必要があると考え,以下の解析. 構築した｡それぞれの条件モデルに対して種々の荷重条件. を行った｡ (1)上部構造の剛性の影響に関する解析. を設定したが,問大型と遊離線型の上部構造の設計差について検討するために,延長ボンディック. と人工歯冠部から構成される上部構造の剛性が周囲骨組織の応力分布に及. - 26 -.

(6) 歯科学報. ill n. 図3 上部構造の剛性の影響に関する解析 ① 間大型荷重条件 ② 遊離端型荷重条件. 1単位 2単位 3単位(基準条件モデル) 4単位. 8 I-･5ON. 図間距離の異なる条件モデルと間大型荷重条件. ぼす影響について検討するために,基準条件モデルとその人工歯冠部の縦弾性係数のみを基本物性値の1/2に設定したモデルについてそれぞれ解析を行った｡荷重条件は図3に示すように,間大型荷重条件として,最近心および最遠心置上の荷重節点と,その間に存在する全荷重節点に. から2倍の6単位までの合計で6種類の条件モデルを構築し,それぞれ間大型荷重条件下で解析を行った｡ 2 )間大型条件モデルの解析各間大型条件モデルに対して,図5に示すような間大型荷重条件を設定し解析を行った｡すなわ. 対する垂置荷重を設定した｡また,遊離端型荷重条件としては,最遠JL､上より. ち,条件モデルの各群において,最遠心直上の荷重節点に対する垂直荷重を荷重条件1と. 遠心の上部構造上の荷重節点に対する-点の垂哀荷豪を設定した｡問距離の影響に関する解析. し,その近心に隣接した荷重節点に順次垂荷重を追加していくことにより, A群において4種楽 (荷重条件群において3種類(荷重条. 間距離の差異が周囲骨組織の応力分布に及ぼす影響を検討するために,図4. 件群において2種美貢(荷重条件1, 2 )の荷重条件を設定した｡. に示すように問距離が3単位の基準条件モデルに対して間距離が1/3の1単位 ------ 27 I---. 3 )遊離靖型条件モデルの解析各遊離塘型条件モデルに対して,図6に示すよ.

(7) 118. 荒瀧,他の設計条件と周囲骨組織の応力分布. 腰懸窯怨霊監1. 品監孟2. 題監3. ".. ､､,印喝警誓誓?警誓誓警黒誓誓誓誓誓望笠黒竺聖崇竺黒笠と曇竺望曇藍色望曇. 箭三言;ニ‡言ふ三;ふふふ二三定言三二二五三二∴亮. 田漢頭漢書. - - - - - -. ` ▲ C. 図5 間大型条件モデルにおける荷重条件うな遊離塩型荷重条件を設定し解析を行ったo遊離端塑荷重条件の設定にあたっては,延長ボンディック長の影響について検討するために,延長ボンディック長をおよびとした3種楽の上部構造を設定し,それぞれに対して複数の荷重条件を設定した｡すなわち,延長ボンディック長がの条件モ図6 遊離端型条件モデルにおける荷重条件. デルの各群において,最遠心の由上より遠心の延長ボンディック上の荷重節点に対する垂直荷重を荷重条件a lとし,その近. をなすと考えられる敏密骨要素とし,特に各条件. 心に隣接した荷重節点に順次垂直荷重を追加していくことにより, A群において5種幾(荷重. モデルの最遠心の遠心徹密骨における最大応力を評価の対象とした｡これらの要素におけ. 条件群において4種類(荷重条件群において3種車(荷重条件a 1. る応力は,負荷に対して多軸応力状態にあるため,それらを-軸に換算した相当応力32)をモデル. の荷重条件を設定した｡同様に,延長ボンディック長がの場合, A群において6. 問の比較に採用したo なお,蓋準条件モデルにおける予備解析にあたっては,最近心および最遠心それぞれについての近遠心の徹密骨要素. 種類(荷重条件群において5種幾 (荷重条件群において4種癌(荷憂条件の荷憂条件を設定した｡さらに,延長ボンディック長がの場合, A群において7種楽貢(荷重条件群において6種美貢(荷室条件君羊において5 種類(荷重条件の荷重条件を設定した｡ 4 )解析結果の評価方法複数の条件モデル問の比較検討を行うために応力評価を行った｡評価部位は支持の主体 -28. における最大相当応力値の比較を行った｡実験結果 1.基準条件モデルの解析. 蓋準条件モデルに対して問大型荷重を作用させた場合には,それぞれのの近遠心撤密骨の応力値には若干差異が認められたが,表3 ∼ a に示すように,最近心の近心敏密骨と義遠心の遠心敏密骨においてそれぞれ5. 9.

(8) 歯科学報. 119. 最近心の遠心赦密骨と最遠心の近心撤密骨においてそれぞれの最大相当応力値を示し,最近心と最遠心の周囲顧密骨の応力分布は同-であった｡一方,遊離端型荷重を作用させた場合には, 表3-bに示すように,最近心の近JL､赦密骨においてその遠JL､敏密骨においては最遠心の近心顧密骨においてその遠心廠密骨においてはとそれぞれ異なった最大相当応力値を示し,特に. デルの約に増大した｡また,最近心の遠心赦密骨と鼻遠心の近心顧密骨においては,それぞれの鼻大相当応力値を示し,蓋準条件モデルの約93%に減少した｡一方,遊離塊型荷重条件下では,表3 -bに示すように,最近心の近JL､廠密骨においては,蓋準条件モデルの約のその遠心顧密骨において約の鼻遠心の近jL､敏密骨においては約89%の2.5. 最遠心の遠心襖密骨に大きな応力値が認められた｡. その遠心擦密骨において約の5.5 MPaの最大相当応力値を示した｡間距離の影響に関する解析. 1 )上部構造の剛性の影響に関する解析人工歯冠部の縦弾性係数を基本物性値の1/2に. 間距離が1単位から6単位までの各条件モデルに対して,それぞれ問大型荷重を作用さ. 減少させた場合,問大型荷重条件下では,表3 aに示すように,最近心の近心廠密骨と最遠心の遠心廠密骨においてそれぞれ. せた場合の,最近心および最遠心の近遠心､敏密骨における最大相当応力値を表4に示. の最大相当応力値を示し,蓋準条件モ. す｡この表にみられるように間距離が異なるいずれの条件モデルにおいても,叢近心. 表3 基準条件モデルおよび人工歯冠部の剛性を低下させたモデルにおける最大相当応力値. 表3-a 間大型荷重条件 (単位: 評価部位モデルの種美貢. 鼻近心. 表3-b 遊離塘型荷重条件 (単位: 評価部位. 最遠心. 近心. 遠心. 近心. 遠心. 基準条件モデル. 5.9. 4. 5. 4.5. 5.9. 剛性低下モデル. 6. 1. 4.2. 4.2. 6.1. モデルの種美亘. 遠心. 近 JL､. 遠 jL､. 蓋準条件モデル. 3.0. 工8. 2.8. 5.2. 剛性低下モデル. 3.4. 2.4. 2 .5. 5.5. 最近心近心. 鼻遠心遠心. 近心. 遠心. 1. 3.3. 0.5. 0.5. 3.3. 2. 4.4. 2.5. 2.5. 4.4. 3. 5.9. 4.5. 4.5. 5.9. 5 ▼8. 7`7. 4. 7.7. 5.8. 5. 9`5. 7.2. 7.2. 9.5. 6. ll.3. 8.6. 8.6. 1上 3. -29-. 鼻遠心. 近心. 表問距離を変化させたモデルにおける最大相当応力値 (単位評価部位 F ix tu re 間距離. 最近 JL､.

(9) 荒瀧,他の設計条件と周囲骨組織の応力分布. 120. 場合の最遠心遠心敏密骨の最大相当応力値を表5および図7に示す｡. と最遠心周囲廠密骨の応力分布は同一であった｡しかし,叢大相当応力値は間距離の増減に比例した変化を示し,義遠心についてみると問距離の. A群においては,荷重条件の変化に対して最遠心の遠心廠密骨の最大相当応力値は,荷重条件3の時にピークを示す増大パタンを示すが,条件モデルA lおよびA2では荷重条件に対応した応力値の変動を示すのに対して,条件モデ. 減少に伴って最大相当応力値は減少し間距離が1単位に減少した場合,近心赦密骨において遠JL､廠密骨においてと, それぞれ基準条件モデルの約11%および56%の値. ルA 3およびA4では4つの荷重条件に対して, いずれもほぼ同じ応力値を示した｡それらの中で. を示した｡また問距離の増大に伴って最大相当応力値は増加し問距離が6単. 条件モデルA lで鼻大のの最大相当応力値を示し,以下A2でで4.7 での最大相当応力値を示し. 位に増加した場合,近心敏密骨において遠心廠密骨においてと,それぞれ基準. た｡ B群においては荷重条件2にピークを示す応力値の増大パタンを示し,条件モデルB lで義大. 条件モデルの約およびの値を示した｡ 2.問大型条件モデルの解析各種条件モデルk対して間大型荷重を付与した. のでの最大相当応力値を. 表5 間大型荷重条件と最遠心遠心擦密骨の最大相当応力値 (単位条件モデル荷董条件 A. 1. A. 2. A. 3. A. 4. B. 1. B. 2. C. 1. 1. 3.4. 3.3. 3. 1. 3. 1. 3.6. 3.5. 3.9. 2. 5.4. 5.2. 4.4. 4. 6. 5.2. 4.7. 3.5. 3. 6.5. 5.7. 4.6. 4. 7. 4.5. 3.6. -. 4. 5.9. 4.6. 3.6. 3. 6. -. -. 荷塞条件. 図7 間大型条件モデルにおける義遠心遠心敏密骨の最大相当応力値 -30-. C+踊C. 田町欄開聞摘. 出田竃膏婁酌. 1 2 3 4 1 2 3 1 2. 廿欄闇摘欄閥用闇. D e m･X･甲配. 柵欄用は用. 田膏坦爾婁. -▲旧.X肘.←Ⅲ持. 最大相当応力値 4.

(10) 歯科学報. 121. 示した｡また, C群の条件モデルC lにおいて応力値の変動範園は, A群においてはは,荷重条件1の方が荷重条件2より応力値が大群においては ., C群におきくなりの最大相当応力値を示した｡いてはであった｡また,各条件モデルの荷重条件の変化に対する. 表6 遊離端型荷重条件と最遠心遠心敏密骨の重大相当力値表61a 延長ボンディック長:. (単位条件モデル荷重条件 A a. 1. A. 2. A. 3. A. 4. B. 1. B. 2. C. 1. 1. 5.2. 4.8. 4.9. 4.7. 6. 1. 5.9. 8.3. a 2. 8.6. 8. 1. 8. 1. 7.8. 9.8. 9.5. 12.2. a 3. 10.6. 10.0. 9. 4. 9.2. l l. 4. 1 0. 7. ll.7. a 4. ll.7. 10.5. 9.5. 9.4. 10.6. 9.6. -. a 5. ll.1. 9.4. 8.6. 8. 2. -. 表6-b 延長ボンティツク長:. (単位条件モデル荷重条件 A. 1. A. 2. A. 3. A. 4. B. 1. B. 2. C. 1. b. 1. 7. 0. 6.3. 6.7. 6.2. 8.4. 8.2. 12 . 6. b. 2. 12 . 1. 1工 2. ll.6. 10.9. 14.5. 14.2. 2 0. 9. b. 3. 15 . 5. 14.4. l工 7. 14.0. 18.2. 17.7. 2 4. 8. b. 4. 1 7. 6. 16.3. 16.0. 15.4. 19.9. 18.9. 2 4.3. b. 5. 18 . 7. 16.8. 16.2. 15 . 6. 19.1. 17.8. -. b. 6. 18 . 0. 15.8. 15.2. 14 . 4. ∼. -. 表61C 延長ボンディック長. (単位条件モデル荷重条件 A. 1. A. 2. .. A. 3. A. 4. B. 1. B. 2. C. 1. C 1. 8. 7. 7.9. 8.4. 7. 8. 1 0 ▼8. 10.5. 16.9. C 2. 1 5. 7. 14.2. 15.1. 14 . 0. 19.2. 18 ` 8. 29.5. C 3. 2 0. 9. 19.0. 20.0. 18 . 6. 25.3. 24.7. .3 7 . 7. C 4. 24.2. 22.3. 23.1. 2 1. 7. 29.0. 28.3. 4工 7. C 5. 26.3. 24.1. 24.4. 23.2. 30.6. 29.5. 41.2. C 6. 2 7. 4. 24.7. 24.6. 23.3. 29.9. 28.3. C 7. 26. 7. 23.6. 23.6. 22.2. -一一- 31. ---. i. ∼.

(11) 荒瀧,他の設計条件と周囲骨組織の応力分布. 122. A lが最大のの最大相当応力値を. 3.遊離端型条件モデルの解析各種条件モデルに対して遊離撮型荷重を付与した場合の最遠心遠心赦密骨の相当応力の最大値を表6および図8に示すO 延長ボンディック長がの設計においては,表6-aおよび図8l aに示すように,各条件モデルの荷重条件の変化に対する応力値の変動範囲が, A群においては群においては群においては8.3 であり,その下限応力値は, A群からC群にかけてやや増加する傾向が認められたが,上限応力値の差は僅少であった｡ここでA君羊では,いずれのモデルも荷重条件a 4においてピークの応力値を示し,それらの中で条件モデル. 示し,以下A2でで A4での最大相当応力値を示した｡ B 群においては,いずれのモデルも荷重条件a 3においてピークの応力値を示し,条件モデルB lで最大の次いでB 2での最大相当応力値を示した｡また, C群の条件モデル C lにおいては,荷憂条件a 2においてその応力値が最大となりの最大相当応力値を示した｡延長ボンディック長がの設計においては,表6-bおよび図8-bに示すように,各条件モデルの荷重条件の変化に対する応力値の変動範囲がA群においては群に. 最大相当応力値 2 ーー. 0 5 0. 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 1 2 3 4. 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3. 荷孟条件 b. 荷重条件 a. 図81b 延長ボンディック長. 図81a 延長ボンディック長. B. C. I. /i【. ･ J. AI. BI. Cl. I I I I I. m 幌拙瑚昭蘭服 LW. ･･ .I . ･ f l ･ . ･ .. 舶｣. 田m 鼻大相当応力値. B錘了. A. 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5. 荷妄条件 C. 図8I C 延長ボンディック長図8 遊離端型条件モデルにおける最遠心遠心敏密骨の最大相当応力値 -32 -.

(12) 歯科学報. 123. おいては群においてはであり, A群とB群ではその差が小さ. 考察上実験モデルおよび解析方法について 1)解析断面について下顎臼歯部顎骨のモデル化にあたって,それが. いのに対して, C群では下限および上限応力値が増加した｡ここでA群では,いずれのモデルも荷重条件b 5において応力値がピークを示し,それらの中で条件モデルA lで鼻大のの最大相当応力値を示し,以下A2で A3ででの鼻大相当応力値を示した｡ B群においては,いずれのモデルも荷重条件b 4においてピークの応力値を示し,条件モデルBlで最大の ,,次いで B 2での最大相当応力値を示した｡また, C群の条件モデルC lにおいては荷重条件 b 3においてピークの応力値を示しの最大相当応力値を示した｡これらは,延長ボンディック長がの設計の場合と比較して, A群において約群において約175および群において約の値を示した｡延長ボンティック長がの設計においては,表61Cおよび図8-Cに示すように, 各条件モデルの荷重条件の変化に対する応力値の変動範囲が, A群においては B群においては群においてはであり,特にC群における上限応力値が著しく増加した｡ここでA群では,いずれのモデルも荷重条件C 6においてピークの応力値を示し,それらの中で条件モデルA lで最大のの最大相当応力値を示し,以下A 2 ででで. の最大相当応力値を示した｡ B群においては, いずれのモデルも荷重条件C 5においてピークの応力値を示し,条件モデルB lで義大の次いでB 2での鼻大相当応力値を示した｡また, C群の条件モデルClにおいては荷重条件C 4においてピークの応力値を示し, の最大相当応力値を示した｡これらは,延長ボンディック長がの設計と比較して, A群において約群において約268および群において約の値を示した｡. 矢状断面である場合には,特に本来閉鎖腔にあるはずの海綿骨のモデル化が問題となる｡すなわち矢状断面の顎骨モデルにおいては,頑舌側の撤密骨壁が表現できないために,モデル上縁部を構成する顧密骨は海綿骨により支持されることになり,その結果,モデルの下線部を拘束した場合には,荷重時に剛性の低い海綿骨に対して廠密骨の沈下が生じることになる｡このような顎骨モデルに対して,複数のを設置してそれぞれの荷重時の力学的特性を比較すると,モデルの近遠心端に近いとそれらの中間のとでは,被圧変位状態および周囲骨組織の応力分布が著しく異なることになり,設計条件の異なる条件モデルの比較には適さない｡従来より報菖されているO I Bの設計を対象とした二次元有限要素モデルは,ほぼこのような条件下で解析がなされている17)｡そこで本実験モデルにおいては,顎骨の外形を左右対称な単純な形態とし,さらに,頑舌側の撤密骨を近遠心側に配置することとした｡具体的には,幅径の撤密骨要素を,各周囲の海綿骨中に,上縁部敏密骨からモデル下縁まで設定することによりに対する頑舌側の徹密骨壁による支持を二次元的に表現した｡このようにとその周囲骨組織をそれぞれユニット化することにより,各はそれぞれ単独の状態でほぼ同-の被圧変位特性と圧負担状態を皇し,設計の異なる各種条件モデルの周囲赦密骨の負荷を具体的な数値として適正に比較することが可能となった｡なお,近年の設計の評価に関して三次元有限要素法解析を用いた報吾があるが,設置された個々のの力学的特性について詳細に検討が行われている報吾は少ない｡また,顎骨を正確に再現した三次元のモデルは, そのモデル外形が複雑であるために,設置された. -33 -.

(13) 荒瀧,他の設計条件と周囲骨組織の応力分布. 124. は部位によって著しく異なった力学的特性を皇することが予測される｡したがって,このような場合の設計の評価は,シミュレーション顎骨においてのみ論ぜられる評価となりやすく,臨床的な示唆を導くには不十分であると考えられる｡しかしながら,単純な顎骨形態を表現した三次元有限要素モデルの有用性は高く,水平荷重時のO I Bの設計の評価等の解析対象となると推測される｡ 2)顎骨の物性値について有限要素法においては,モデルを構成する個々の要素の物性値が解析結果に大きな影響を及ぼすことは周知の事実である｡したがって,それが忠実にモデルに再現されれば,外力に対する構造物の細部にわたる応力や変位などをきわめて高い精度で定量的に評価することが可能となる｡しかしながら,本実験モデルの構成要素である敏密骨および海綿骨などの生体組織は,材料定数の測定が困難であり,それらを忠実にモデルに再現することは困難である｡特に海綿骨のように髄腔中で骨栗構造をなし,構造が部位により-走ではない構造其方性の組織では,その物性値を正確に測定し待たとしても,臨床実測値に対応した生体の力学的なシミュレ-ションが適切に表現できるとは限らない｡したがって,生体構造物を解析対象とした場合には,個々の物性値を忠実に再現することよりも,生体構造物とモデルの力学的特性を定性的に-致させるべく,各要素間で物性値のバランスを調整する必要がある｡以上の観点から,本実験モデルにおいては, の被圧変位特性を生体と近似させるために複数の予備解析を行い検討を加え,顎骨の内部構造を均質等方性の線形材料とし,撤密骨および海綿骨の縦弾性係数を,それぞれおよびに設定した｡その結果,設置された各はそれぞれ単独の状態で,ほぼ実測値の範囲内の被圧変位特性を呈し,実験モデルとして適切であると判断された｡ 3)応力評価部位についてはが軟組織. の介在なしに直接周薗骨組織と接触することを特徴とすることからに加わる唆合･唄噴力はすべて周囲骨組織により支持されると考えられる｡ここで,廠密骨は海綿骨に比べてその剛性が高いため,静的条件下では荷重の大部分は頚部の廠密骨により支持されることになる｡したがって本研究においては, 周囲敏密骨の応力評価を行うことによって,各種条件モデルの設計を評価検討した｡ 2.蓋準条件モデルの解析結果について一般に,荷重がの長軸方向に作用するならば,応力は均等に周囲骨組織に分布するが, 何らかの原因により荷重がの長軸に対して水平方向に作用するとには曲げモーメントが生じ,その結果として応力の部位差が生じる36)｡ここで,複数のを上部構造により連結した場合には,個々のの負担圧は減少すると考えられる37)が,周囲骨組織の応力分春は上部構造の剛性とその設計,さらにはの埋入条件等によって大きく影響を受けることが予測される｡ここではまず,基準条件モデルにおける解析の結果から,上部構造によるの連結の影響について検討してみる｡基準条件モデルに間人望荷重を作用させた場合には,最近心と最遠心は,ともに等しい応力分布を呈したが,各の近遠心敏密骨においては,その応力値にやや差異が認められた｡この応力値の差異は,間大型荷重において特に支持のない上部構造(ボンディック部)への垂置荷重により上部構造に猿みが生じ,この凌みが各に対する水平分力として作用L に曲げモーメントを引き起こした結果と考えられる｡一方,基準条件モデルに遊離垢型荷重を作用させた場合には,最遠心の遠jL､敏密骨に応力が集中し,各の近遠心撤密骨における応力分布が著しく異なった｡この最遠心遠心厳密骨への応力集中は,延長ボンティツク上垂直一点荷重により上部構造が鼻遠心を支点として回転し,最遠心に大きな曲 34一.

(14) 歯科学報. 125. げモーメントが生じた結果生じたものと考えられ. 場合の最遠心における曲げモーメントは基準条件モデルと比較して明らかに増大してい. るが,各の圧負担状態には上部構造の剛性の影響を少なからず受けているものと推測される｡. る｡以上のような上部構造の剛性の低下による最遠心への曲げモーメントの増大が,最大. 1 )上部構造の剛性の影響について人工歯冠部の縦弾性係数を蓋本物性値の1/2に. 相当応力値を増加させたものと考えられる｡以上のように,静的垂哀荷重条件下においては,上部構造の剛性の低下は -の曲げ. 減少させた場合,間大型荷重条件下では,鼻近心近心厳密骨と最遠心遠JL､顧密骨. モーメントを増大させ,結果として周囲骨組織の局所的な応力集中を引き起こすことにな. の最大相当応力値が蓋準条件モデルと比較して約 3%増大した｡また,鼻近心遠JL､赦密骨と最遠心近心敏密骨の最大相当応力値. る｡このために,複数のの近遠心敏密骨の均等な圧負担状態を得るためには,上部構造と. は,蓋準条件モデルと比較して約7 %減少した｡ここで,最遠JL､の近遠心撤密骨において. とを剛節構造として,しかも人工歯冠部の剛性を高くするほど有利であると考えられる｡一方,このようなに曲げモーメントを引. その応力値の近遠心比を算出すると,蓋準条件モデルがであるのに対して,人工歯冠部の剛性. き起こす上部構造の凌みは,連結されたの埋入条件によっても影響を受けることが予測さ. 低下モデルはであり,人工歯冠部の剛性低下により近遠心敏密骨の応力値の近遠心差が増大することがわかる｡これは,問大型荷重条. れる｡そこで問距離の増減が周囲骨組織の応力分布に及ぼす影響について検討を加えることとした｡. 件下においては,人工歯冠部の剛性の低下が,杏に対してより大きな曲げモーメントを引き起こすことを意味している｡. 間距離の影響について実験結果に示したように,問大型荷重条件下. 一方,遊離端型荷重条件下では基準条件モデルと比較して,人工歯冠部の剛性低下モデルでは孟. においては間距離の増大に伴って各の近遠心敏密骨の最大相当応力値は増加. 大相当応力値が最近jL､近心廠密骨において約13%増加,その遠心敏密骨において約33%増. する傾向が認められたが,ここで鼻遠心の近遠心敏密骨における応力値の近遠心比を算出すると問距離が1単位のモデルにおい. 加,最遠JL､の近心厳密骨において約11% 滅少,その遠心廠密骨において約6 %増加した｡ここで,各の近遠心赦密骨における応. て約単位のモデルにおいて約単位から6単位のモデルにかけてはいずれも約. 力の近遠心比をそれぞれ算出すると,蓋準条件モデルでは最近心において最遠心. となり,蓋準条件モデルより問距離が減少した場合に限って,応力の近遠心差が増大する傾向が認められた｡ここで間距離が1. においてであるのに対して,人工歯冠部の剛性低下モデルではそれがおよびとなり,人工歯冠部の剛性低下により最近心. 単位および2単位のモデルは,各間の厳密骨幅が小さいために,その部位の敏密骨に歪. の近遠心撤密骨の応力値の差異は減少し,鼻遠心の近遠JL､敏密骨においては増. みが生じにくく応力値が低下し,結果として応力の近遠心比が増大したものと考えられる｡一方, 間距離が3単位以上の条件モデルでは,. 大する傾向が認められた｡この現象については, 上部構造の剛性の低下に伴い上部構造の凌みが大. 応力の近遠心比には変化が認められなかったが, これは問距離の増大に伴う垂重荷重量の. きくなったために,最近心に対しては上部構造の遠心方向への回転に伴う傾斜角の減少が,また最遠心に対しては傾斜角の増大. 増加に対して,本実験モデルの上部構造の変形が極めて少ないことを意味している｡ら38). がそれぞれ生じたものと考えられる｡そしてこの 35.

(15) 126. 荒瀧,他: 0 I Bの設計条件と周薗骨組織の応力分布. は,有限要素法により,上部構造が5個もしくは 4個のと連結されている場合には,上部構造の疫み,すなわち変形は極めて小さいと報害している｡しかしながら,本結果が示すように, 上部構造の剛性が高ければ,荷重時にそれは連結されたと一塊の剛体として,剛性の低い周囲骨組織を変形させると考えられるので,静的荷重条件下においてはの埋入条件による上部構造の凌みの影響は比較的少ないものと思われる0 3.各種条件モデルの解析結巣の検討前述したようにと上部構造からなるインプラント･コンポーネントは,周囲骨組織に対して-塊の剛体として作用すると考えられるので,荷重の条件によっては上部構造と一体化したの回転変位を起こす可能性があり,それが周囲骨組織の局所的な過重負荷を引き起こすことが予測される｡そしてこのようなインプラント･コンポーネントの回転変位は,特にの埋人が解剖学的条件によって制約され,さらにその排列が直線状となりやすい臼歯部の局部的歯牙欠如症例において起こりやすいと考えられる｡このような観点から,局部的なO I B症例の設計に関する力学的な評価は,複数の荷重条件から. 密骨の最大相当応力値は,荷重条件の変化に伴って変動し,その応力値の変動傾向が各条件モデルにおいて異なった｡まず総間距離が3単位のA群においては,荷重条件の変化に対して,条件モデルA3 およびA 4の最大相当応力値は,ほぼ同様の傾向で変動するのに対して,基準条件モデルA 1 と条件モデルA2は荷重条件2から4にかけて大きな変動を示した｡これらの荷重条件の変化に対する条件モデル間の応力値の変動傾向の違いはの埋入条件に影響を受けているものと考えられるが,本解析における荷重条件が上部構造の遠心から近心にかけての追加荷重であることから,特に鼻遠心に近接したの埋人の有無の影響が大きいと思われる｡また, いずれのモデルも総荷重量が最も大きい荷重条件 4における応力値が,線荷重量の小さい荷重条件 3および条件モデルによっ士は荷重条件2よりも減少する傾向が認められたが,この現象を解明するために各荷重条件に対する最近心の近心厳密骨の最大応力値に着目すると,例えば基準条件モデルでは,荷重条件1および2においてそれはの値を,また荷重条件3では2.5 荷重条件4ではの値を示し,荷. 総合的になされるべきであると考える｡従来より報吾されているO I Bの設計を対象とした有限要素法解析は,単純な荷重条件下において顎骨やインプラント･コンポーネントの応力評価が行われ. 重条件1, 2および3では鼻遠心の遠心徹密骨の最大応力値と比較して,最近心. ている｡しかしながら,設計の異なるモデ. 最近jL､および最遠心の周囲敏密骨における最大応力値は等しい｡このことから荷室条件 1, 2および3は,最近心をほぼ支点と. ルを単一の荷重条件のみで比較した場合には,それはその条件下における各設計モデルの力学的応答をそれぞれ比較したに過ぎず,臨床的な設計の評価にあたっては大きな意味を持っものではない｡したがって,本研究においては,各種条件モデルに対して複数の静的垂直荷重条件を設定し, 待られた解析結果より総合的にモデル間比較を行うことを試みた｡ 1 )間大型荷重条件における検討図7に示したように,各種条件モデルに問大型荷重を作用させた場合,最遠心の遠心敏 -36. の近心襖密骨の最大応力値は著しく低値を示していることが分かる｡それに対して,荷重条件4は. したインプラント･コンポーネントの回転変位を引き起こす偏jL､荷重であることが指摘され,その結果として,最遠JL､遠心敏密骨に応力が集中し,特に設計上,荷重条件3においてそれは高値を示したものと考えられる｡ -方,荷重条件 4は総荷重量に関わらず力学的にはバランスのとれた荷重条件であることが示唆される｡以上のような傾向は, B群においても同様に譜められ,荷重条件2から3にかけて各条件モ.

(16) 歯科学報. 図9 各種間大型条件モデルにおいてそれぞれ応力値が最大となる荷重条件での比較. デルの応力値の差が増大したが,これは中央の. られる｡次に, B群では,蓋準条件モデルと比較. の埋人の有無の影響が大きいものと思われる｡そして荷重条件3における応力値と比較し. して,条件モデルB lでは約では約28 %それぞれ応力値が減少した｡また,条件モデル. て,荷重条件2における応力値が増大したが,これは偏心､荷茎であることに起因するものと思われる｡また, C群においても,偏jL､荷重である荷重. B lに比較して, B2ではの埋入個数増加によって約10%応力値が減少した｡ C群の条件モデルC lは,蓋準条件モデルと比較して約40%. 条件1において応力値の増大が認められた｡以上のように,各種条件モデルは,荷重条件によってそれぞれ異なる応力値を示したが,各条件. 応力値が減少した｡これらの結果より,間大型荷重条件における. モデルの周囲骨組織の圧負担状態を比較するためには,それぞれ応力値が最大となる荷重条件で比. 周囲敏密骨の最大応力値は,総間距離の滅少およびの厘入個数の増加に伴って減少することが認められた｡しかしなが. 較する必要性があると考えられる｡ここで,それぞれ応力値が最大となる荷重条件は, A群では全. ら,この総間距離の滅少による応力値の減少は,総間距離の減少による相対的な. 条件モデルが荷重条件3 , B群では全条件モデルが荷重条件2, C群では荷重条件1であり,これらの応力値を比較したものが図9である｡ A群に. 総荷重量の減少を考慮しなければならない｡例えば, B群およびC群の総荷重量をA群と等しいものとすれば,それらの応力値はそれぞれ1.5倍. っいてみると,基準条件モデルと比較して,条件モデルA2では約では約で. および3倍に増加することになる｡すなわち,総間距離が小さい間大型のO I B設計にお. は約28%それぞれ応力値が減少した｡ここで,秦件モデルA3およびA 4の応力値の滅少が大きかったが,これは,前述したようにの埋. いては,補綴範囲の縮小による唆合接触域の減少が周囲敏密骨の負荷を減少させていると. 入個数の増加において,特に鼻遠心に近接したの埋人の影響が大きいものと考え -37. 考えられるので,その上部構造に設計される唆合接触状態には,特に過重負荷に往意を払う必要性が高いことが示唆された｡.

(17) 荒瀧,他: 0 I Bの設計条件と周囲骨組織の応力分布. 128. 鼻大相当応力値 0. 7･5 15 22.5 lmm]. 最遠JL､直上より延長ボンティツク上の荷重点までの距離図10 延長ボンディック上垂養一点荷重条件と最遠JL､遠心級密骨の最大相当応力値. 2 )遊離端型荷重条件における検討. て,総問距離が最も小さいC群のモデルが最大の応力値を示し,次いでB群, A群のモデ. 臼歯部局部的歯牙欠如症例に対してにより唆合の回復を図ろうとする場合には,間大型. ルの帽に応力値が減少した｡また荷憂点の遠心移動によって,各条件モデルの応力値は増加する傾. 荷重と遊離塘型荷受とを分けて考えることはできない｡それはの幅径が天然歯根の幅径に比較して小さいために昼じるイマージェンス･. 向が認められたが,その増加率がA群, B群およびC群において異なった｡すなわち,荷重点がからに遠心移動することにより,応力値は, A群において条件モデルA lが67 ががが66%それぞ. プロファイルの増大が,対合歯との較合接触状態により常に遊離端型荷重として働くことが予想されるからである｡さらに,顎骨の解剖学的な条件によりの埋入範囲が制限され,延長ボンディックの設計を採らざるを待ない症例が多いのも事実であるo このような遊離塘型のO I B設計の評価にあたっては,延長ボンディック上荷重のみならず,同時に問大型荷重が作用した場合についても考慮される必要があり,ここでは,そのそ. れ増加した｡また, B群においては,条件モデル B lがが78%それぞれ増加し, C群においては,条件モデルClが増加した｡このように,荷重点の遠心移動による最遠心遠JL､襖密骨の応力値の増加率は,紘. (1)延長ボンディック上垂直一点荷重条件における検討. 間距離の滅少に伴って上昇する傾向が認められた｡一万,線間距離が等しいモデル間においては,各荷重条件に対する応力値の差は僅少であった｡. 荷重条件およびc lと,各種条件モ. これらの結果を考察するに,直線状に埋入され. デルの最遠心遠心厳密骨における最大相当応力値との関係を図10に示すO ここで,荷重条件およびc lは,それぞれ最遠心直上よりおよび. たに対する遊離端型のO I B設計に対して,延長ボンティック上垂直一点荷重を作用させた場合,上部構造とからなるインプラント･コンポーネントは義遠心を支点とし. mm遠心の延長ボンディック上における垂荷重である｡この図に示すように,各荷重条件におい. て回転し,その結果,最遠心は沈下し, 最近心は挙上すると考えられるが,ここ. れぞれについて検討してみることとする｡. -38 -.

(18) 歯科学報. 129. で総問距離が小さい場合,すなわち最遠心を支点としてそれから最近心に至るまでの回転半径が小さい場合には,より小さな延長ボンディック上の荷重により最近心が挙上することが予想される｡したがって,総問距離が小さい場合には,それが大きい場合に比較して,延長ボンディック上の荷重点の位置が同じであればより大きな回転変位を起こし,最遠心遠心顧密骨における応力値が増大することになる｡そして,このインプラ. 離璃型荷重を許容するためには,間大型荷重はいかなる条件においても許容される必要があることになる｡したがって,これらを考慮するに,直線状に埋入されたに対する上部構造設計においては,延長ボンディックは設定しないか,可及的に短くする必要性があると思われる｡ (2)延長ボンディック上荷重を含む複数の荷重条件における検討各種条件モデルに,延長ボンディック上荷重を. ント･コンポーネントの回転変位の大小は,上部構造の剛性が高ければ,義遠心に対する. 含む複数の荷重条件を作用させた場合の鼻遠心遠心敏密骨の最大相当応力値は実験結果に示すとおりであるが,ここで各種条件モデルに. 最近心の位置的距離により決定されると考えられるので,その間のの埋入個数の. おいてそれぞれ応力値が鼻大となる荷重条件で, モデル間の周囲骨組織の圧負担状態を比較検討し. 影響は比較的少ないものと思われる｡ここで,各総問距離における延長ボンディックの許容設定長について考えてみる｡いま. てみる｡図11に間大型基準条件モデルと,各種遊. 仮に,総間距離が3単位の蓋準条件モデルにおいて,その総問距離と等しい mmの延長ボンディックの設計が許容されると仮定した場合,最遠心の遠JL､散密骨の最大相当応力値はであり,この応力値を限. 離端型条件モデルの最大応力値の比較を示す｡この図に示すように,遊離端型条件モデルの最大応力値は,間大型蓋準条件モデルのそれと比較して著しく増大し,設計条件の違いによりそれぞれ約増加した｡これらは,特に延長ボン. 界応力値とするならば, A群において B群において群においての. ディック長の増大と,総問距離の滅少により著しく増大する傾向が認められ,各群において延長ボンディック長が同一であれば. 延長ボンディックの設計が許容されることになる｡すなわち,置線状に埋入されたに連結された上部構造の延長ボンディック長は,周匪. の埋入条件の影響は小さかったO ここで,蓋準条件モデルについてみてみると,問大型基準条件モデルに比較して,延長ボンディック長が. 骨組織の応力値からみた場合の埋入個数にかかわらず,その総問距離と同程度. の遊離始型基準条件モデルでは,最大応力値は約 2倍に増加し,それはさらに延長ボンディック長. までの延長が可能になる｡このことは,高山39)の報吾する直線状に排列されたに対する上部構造の延長ボンディックの設定に関する構造力. がの場合には約3倍に,延長ボンディック長がの場合には約4倍に増加した｡この延長ボンディック長がの遊離端型蓋準. 学的な応力解析の結果とI-致する｡しかしながら,この高山の仮説は,延長ボンディックの設計. 条件モデルの最大応力値は問距離の影. を許容していることに問題がある｡すなわち,基準条件モデルにおける延長ボンディック上の50N の垂直荷重に対する限界応力値は,予備実験の結果に示す問距離が4単位から 5単位の条件モデルにの間大型荷重を作用させた場合の応力値に匹敵する値であり,遊. 響に関する解析の結果に示す問距離が6 単位の間大型ロングスパンブリッジの義大相当応力値に相当し,延長ボンディック長がおよびの設計の場合には,それらの最大応力値はさらに問距離の大きな間大型ロングスパンブリッジの鼻大相当応力値に匹敵する値となることが予測される｡. - 39 一.

(19) 130. 荒瀧,他の設計条件と周囲骨組織の応力分布. 延長ボンティツク長. 図11各種遊離端型条件モデルにおいてそれぞれ応力値が最大となる荷重条件での比較 -問大型基準条件モデルとの比較一. 図12 各種遊離端型条件モデルにおいてそれぞれ応力値が最大となる荷重条件での比較 …延長ボンディック長の影響-. ∼40.

(20) 歯科学報 .. 131. 延長ボンティツク長 7.5mm つ〔吾/:;. 図13 各種遊離端型条件モデルにおいてそれぞれ応力値が最大となる荷室条件での比較の埋入条件の影響-. 図12に,各種遊離鋸型条件モデルにおける延長ボンディック長の増大による最大応力値の増大率を示す｡この図に示すように,延長ボンディック長の増大に伴って各条件モデルの鼻大応力値は増加し,延長ボンディック長を3倍に延長することにより, A群では約群では約群では約増加し,特に総問距離の小さいモデルにおいて著明に増大する傾向が認められた｡図13は, A群およびB群においてそれぞれの厘入条件が最大応力値に及ぼす影響を示す｡この図に示すように,総間距離が等しいモデル群においては,それぞれの埋入個数の増加によって最大応力値が減少する傾向が認められたが,その減少は軽度でA群において最大群において約滅少するにすぎなかった｡ここで,各種条件モデルにおいてそれぞれ応力値が義大となる荷重条件について検討してみる｡延長ボンディック長がの設計においては, A群ではいずれのモデルも荷重条件. 群では群ではa 2において応力値が最大となった｡延長ボンディック長がの設計においては, A群ではいずれのモデルも荷重条件群では群ではb 3において応力値が最大となった｡また,延長ボンディック長がの設計においては, A群ではいずれのモデルも荷重条件群では群ではC 4において応力値が最大となった｡これらの荷重条件に共通することは,いずれも最近心直上の垂直荷重を含まないということである｡すなわち,各延長ボンディック長の設定において,延長ボンディック上の最遠心荷重節点から,その近心に隣接した荷室節点に順次垂直荷重を追加していくことにより,応力値は順次増大傾向を示すが,最近JL､上の荷重節点に至る前に応力値は最大となり以下減少傾向を示す｡前述したように,延長ボンディック上重点荷重では,延長ボンディックに隣接したを支点とした上部構造の回転変位を庄じ,結果として鼻遠心の遠心徹密骨に応力が集中することになるが,ここで同時に問大型荷重が 41 -.

(21) 132. 荒瀧,他の設計条件と周囲骨組織の応力分布. 作用した場合には,最近心を支点とした鼻遠心の沈下を伴う上部構造の回転変. 合インプラントを通用しようとする場合には,人工歯列によって修復する範囲の両端にを. 位を起こすことが予想される｡このような最近心を支点とした上部構造の回転変位は,義近心由上の荷重節点以外の全荷重節点に. 埋入することが好ましい｡さらに両端のの中間に埋入するの位置は,偏りをなく. 対して垂荷重を作用させた場合に最大となり,. すために,なるべく均等に厘入する必要がある｡これは均等に唾大した場合と不均等に埋大した場. 最近心直上の荷室節点に荷重が作用した場合には,総荷重量に関係なく,上部構造の回転変位は減少し,最遠心の遠心赦密. 合とで周囲の骨組織に塗じる負荷は20 %程度の増減を示すに過ぎないために,偏って埋入することの力学的な意義が乏しいからである｡. 骨における応力値は減少傾向を示す｡そして, 最近心を支点とした上部構造の回転変位が最遠心の遠心廠密骨の応力値に及ぼ. したがって,両端のの中間に厘入するの位置に偏りを与える必要が生じるのは,両端ののいずれかが,インプラント雷の形成時に充分な骨の支持が期待できないと判. す影響は,その回転半径が小さいほどすなわち総間距離が小さいほど最遠心の曲げモーメントを増大させるために大きくなることは明らかである｡そして,それは延長ボンディッ. 断されたために,当該の捕強の意味から,隣接したを追加埋入する場合である｡この場合には,残りの範囲を均等となるよう. ク長の延長によりさらに増大することになる｡以上より,直線状に埋入されたに対し. にの埋入位置を決めることになる｡なお,埋入個数の決定については,それが多いほど. て遊離塊型のO I B設計を許容するならば,義遠心の遠心厳密骨において最大応力値を示す延長ボンディック上荷重を含む複数の垂直. 個々のに生じる負荷が減少することになるので,なるべく多いことが好ましい｡しかし,. 荷重条件で比較した場合,それらの応力値は,総間距離の減少および延長ボンディック長の延長に伴って著しく増大するがの厘入個数が及ぼす影響は比較的小さいことが指摘される｡ 3)骨結合インプラントにおけるの厘大方針について本研究は有限要素法による解析のために,構築されたモデルは極めて単純化されている｡さらに,設計が同一でも荷重条件が変われば,当然応力値も変化する｡このために,応力値自体にはそれほど意味がなく,設計の差によって応力値の比率がどう変化するかが問題となるので,比較の対象としては,最も過酷な荷重条件によって設計問の比較を行った｡したがって,本研究により待られた結果から臨床的な示唆を求めるならば,骨結合インプラントにおけるの埋大方針について述べることができると考える｡すなわち,局部的な歯牙欠如症例に対して骨結. インプラントの上部構造の前後的な長さが,歯牙欠如部と対合歯列との関係からの埋入以後に大きく変化することは少ないのに対して,上部構造に加わる唆合･姐魔力はと対合歯列との位置的関係から,頑舌側的な偏心荷重が起こりやすい特徴を持っている｡したがって,対合歯列との癖舌側的な位置関係が力学的に有利な場合にはともかく,偏心荷重に対応するために,上部構造の唆合支持点との長軸とのずれの大きさを考慮して周囲の骨組織に4じる負荷をその許容範囲におさめるに必要な個数を決定することになる｡ここで,骨結合インプラントの上部構造に延長ボンディックを設計することは,力学的な観点から周囲の骨組織の負荷が著しく増大するので,蓋本的には避けるべきであるO しかしながらの埋人後に,対合歯列との関係から,鼻遠心の後方に唆合面を延長する必要が生じることも否定できない｡この場合には, 延長ボンディックの長さを,両端の間距. -42 -.