بررسی پایداری اولیه‌ی ایمپلنت‌های دندانی در بارگذاری-باربرداری فشاری متناوب با استفاده از تصاویر میکروسی‌تی و روش همبستگی حجمی دیجیتال

نویسندگان

1 محقق، بیومکانیک، دانشکده‌ی مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 محقق، بیومکانیک، دانشکده‌ی مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 استادیار، بیومکانیک، دانشکده‌ی مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

4 استادیار، مرکز تحقیقات ایمپلنت دندانی، دانشکده‌ی دندان‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران ، ایران

doi
10.22041/ijbme.2021.528547.1690
چکیده

پایداری اولیه‌ی ایمپلنت عبارت است از اتصال اولیه‌ی مکانیکی میان ایمپلنت و استخوان که به صورت برون­تنی با اندازه­گیری سفتی و بار بیشینه‌ی ساختار استخوان-ایمپلنت قابل برآورد است. فرایندهایی مانند ایمپلنت‌گذاری و اعمال بار پس از ایمپلنت‌گذاری سبب ایجاد آسیب در استخوان اطراف ایمپلنت شده که منجر به کاهش پایداری اولیه می­شود. هدف این مطالعه یافتن تاثیر آسیب­های ایجاد شده در استخوان بر پایداری اولیه‌ی ساختار استخوان-ایمپلنت در بارگذاری-باربردای فشاری دوره­ای است. بدین منظور ابتدا یک نمونه‌ی استخوان اسفنجی استوانه­ای شکل از بخش پروگزیمال استخوان ساق پای گاو جدا شده است. پس از وارد کردن ایمپلنت و آماده­سازی نمونه­ی استخوان-ایمپلنت، آزمون مکانیکی بارگذاری-باربرداری فشاری دوره­ای به شکل شبه‌استاتیک با نرخ 0024/0 mm/s و به صورت جابه‌جایی-کنترل و مرحله به مرحله از دامنه‌ی 04/0 تا 28/1 mm به ساختار استخوان-ایمپلنت اعمال شده است. در هر مرحله از جابه‌جایی پس از باربرداری، از نمونه‌ی استخوان-ایمپلنت تصاویر میکروسی­تی (µCT) گرفته شده است. در نهایت سفتی ساختار در هر جابه‌جایی اعمالی و نیز بار نهایی آن از آزمون مکانیکی به دست آمده است. نحوه‌ی توزیع و مقدار کرنش پلاستیک در استخوان اسفنجی اطراف ایمپلنت نیز با مقایسه‌ی تصاویر µCT ساختار، پیش و پس از اعمال هر جابه‌جایی و با استفاده از روش همبستگی حجمی دیجیتال (DVC) محاسبه شده است. نتایج آزمون مکانیکی نشان داده که افزایش مرحله به مرحله­ی دامنه‌ی بارگذاری از صفر تا 96/0 mm، سبب کاهش 40 درصدی سفتی ساختار استخوان-ایمپلنت نسبت به سفتی اولیه‌ی آن شده است. نتایج تحلیل DVC نشان داده که اولا بیشینه‌ی کرنش پلاستیک در استخوان اطراف ناحیه‌ی گردنی ایمپلنت ایجاد شده و ثانیا افزایش دامنه‌ی بارگذاری از جابه‌جایی 64/0 تا 96/0 mm سبب افزایش 5/1 درصدی بیشینه‌ی کرنش پلاستیک شده است. امید است نتایج این گونه تحقیقات در بهینه­سازی طراحی ایمپلنت­های دندانی با رویکرد افزایش پایداری آن‌ها کمک نماید.