„ALL-ON-4“ SISTEMOS SU POLIETERIO-ETERIO KETONO PRISUKAMU PROTEZU FUNKCINĖS BIOMECHANINĖS APKROVOS ANALIZĖ. BAIGTINIŲ ELEMENTŲ METODAS

(1)

Ignas Vaitiekūnas

5 kursas, 4 grupė

„ALL-ON-4“ SISTEMOS SU POLIETERIO-ETERIO

KETONO PRISUKAMU PROTEZU FUNKCINĖS

BIOMECHANINĖS APKROVOS ANALIZĖ. BAIGTINIŲ

ELEMENTŲ METODAS

Baigiamasis magistro darbas

Darbo vadovas lekt. Eglė Ivanauskienė

(2)

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS MEDICINOS AKADEMIJA

ODONTOLOGIJOS FAKULTETAS

DANTŲ IR ŽANDIKAULIŲ ORTOPEDIJOS KLINIKA

„ALL-ON-4“ SISTEMOS SU POLIETERIO-ETERIO KETONO PRISUKAMU PROTEZU FUNKCINĖS BIOMECHANINĖS APKROVOS ANALIZĖ. BAIGTINIŲ ELEMENTŲ

METODAS

Baigiamasis magistro darbas

Darbą atliko magistrantas

... (parašas)

... (vardas pavardė, kursas, grupė)

20....m. ... (mėnuo, diena) Darbo vadovas ... (parašas) ... (mokslinis laipsnis, vardas pavardė)

20....m. ... (mėnuo, diena)

(3)

DARBAS ATLIKTAS LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETE,

ODONTOLOGIJOS FAKULTETE, DANTŲ IR ŽANDIKAULIŲ ORTOPEDIJOS KLINIKOJE PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ

Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „ „All-on-4“ sistemos su polieterio-eterio ketono prisukamu protezu funkcinės biomechaninės apkrovos analizė. Baigtinių elementų metodas“ 1. Yra atliktas mano paties.

2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje.

3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą naudotos literatūros sąrašą. Elektroniniu laišku patvirtinu, o darbas bus pasirašytas pasibaigus karantino ir ekstremaliosios situacijos dėl COVID-19 pandemijos Lietuvos Respublikoje laikotarpiui.

2020.03.31 Ignas Vaitiekūnas

(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)

PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE

Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe.

Elektroniniu laišku patvirtinu, o darbas bus pasirašytas pasibaigus karantino ir ekstremaliosios situacijos dėl COVID-19 pandemijos Lietuvos Respublikoje laikotarpiui.

2020.03.31 Ignas Vaitiekūnas

(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)

MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADA DĖL DARBO GYNIMO Elektroniniu laišku patvirtinu, o darbas bus pasirašytas pasibaigus karantino ir ekstremaliosios situacijos dėl COVID-19 pandemijos Lietuvos Respublikoje laikotarpiui.

(4)

MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS KATEDROJE (KLINIKOJE, INSTITUTE)

(aprobacijos data ) (katedros (klinikos, instituto) vedėjo (-os) (vadovo (-ės)) (parašas) vardas, pavardė)

Baigiamojo darbo recenzentas

(vardas, pavardė) (parašas)

Baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:

(5)

KLINIKINIO - EKSPERIMENTINIO BAIGIAMOJO

MAGISTRINIO DARBO VERTINIMO LENTELĖ

Įvertinimas: ... Recenzentas: ...

(moksl. laipsnis, vardas pavardė)

Recenzavimo data:...

Eil.

Nr. BMD dalys BMD vertinimo aspektai

BMD reikalavimų atitikimas ir įvertinimas

Taip Iš dalies Ne

1

Santrauka (0,5 balo)

Ar santrauka informatyvi ir atitinka darbo turinį bei

reikalavimus? 0,2 0,1 0

2 Ar santrauka anglų kalba atitinka darbo turinį bei _{reikalavimus?} 0,2 0,1 0

3 Ar raktiniai žodžiai atitinka darbo esmę? 0,1 0 0

4

Įvadas, tikslas uždaviniai

(1 balas)

Ar darbo įvade pagrįstas temos naujumas,

aktualumas ir reikšmingumas? 0,4 0,2 0

5 Ar tinkamai ir aiškiai suformuluota problema, _{hipotezė, tikslas ir uždaviniai?} 0,4 0,2 0

6 Ar tikslas ir uždaviniai tarpusavyje susiję? 0,2 0,1 0

7

Literatūros apžvalga (1,5 balo)

Ar pakankamas autoriaus susipažinimas su kitų

mokslininkų darbais Lietuvoje ir pasaulyje? 0,4 0,2 0

8 Ar tinkamai aptarti aktualiausi kitų mokslininkų tyrimai, pateikti svarbiausi jų rezultatai ir išvados? 0,6 0,3 0 9 Ar apžvelgiama mokslinė literatūra yra pakankamai susijusi su darbe nagrinėjama problema? 0,2 0,1 0 10 Ar autoriaus sugebėjimas analizuoti ir sisteminti _{mokslinę literatūrą yra pakankamas?} 0,3 0,1 0 11

Medžiaga ir metodai (2

balai)

Ar išsamiai paaiškinta darbo tyrimo metodika, ar ji

tinkama iškeltam tikslui pasiekti? 0,6 0,3 0

12 Ar tinkamai sudarytos ir aprašytos imtys, tiriamosios grupės; ar tinkami buvo atrankos

kriterijai? 0,6 0,3 0

13 Ar tinkamai aprašytos kitos tyrimo medžiagos ir priemonės (anketos, vaistai, reagentai, įranga ir

pan.)? 0,4 0,2 0

14

Ar tinkamai aprašytos statistinės programos naudotos duomenų analizei, formulės, kriterijai, kuriais vadovautasi įvertinant statistinio

patikimumo lygmenį?

(6)

15 Rezultatai _{(2 balai)} Ar tyrimų rezultatai išsamiai atsako į iškeltą tikslą ir _uždavinius? 0,4 0,2 0

16 Ar lentelių, paveikslų pateikimas atitinka _{reikalavimus?} 0,4 0,2 0

17 Ar lentelėse, paveiksluose ir tekste kartojasi _informacija? 0 0,2 0,4

18 Ar nurodytas duomenų statistinis reikšmingumas? 0,4 0,2 0

19 Ar tinkamai atlikta duomenų statistinė analizė? 0,4 0,2 0

20

Rezultatų aptarimas (1,5 balo)

Ar tinkamai įvertinti gauti rezultatai (jų svarba,

trūkumai) bei gautų duomenų patikimumas? 0,4 0,2 0

21 Ar tinkamai įvertintas gautų rezultatų santykis su _{kitų tyrėjų naujausiais duomenimis?} 0,4 0,2 0

22 Ar autorius pateikia rezultatų interpretaciją? 0,4 0,2 0

23

Ar kartojasi duomenys, kurie buvo pateikti kituose skyriuose (įvade, literatūros apžvalgoje,

rezultatuose)? 0 0,2 0,3

24 Išvados (0,5 balo)

Ar išvados atspindi baigiamojo darbo temą,

iškeltus tikslus ir uždavinius? 0,2 0,1 0

25 Ar išvados pagrįstos analizuojama medžiaga; ar _{atitinka tyrimų rezultatus ?} 0,2 0,1 0

26 Ar išvados yra aiškios ir lakoniškos? 0,1 0,1 0

27

Literatūros sąrašas (1 balas)

Ar bibliografinis literatūros sąrašas sudarytas pagal

reikalavimus? 0,4 0,2 0

28

Ar literatūros sąrašo nuorodos į tekstą yra teisingos; ar teisingai ir tiksliai cituojami literatūros

šaltiniai? 0,2 0,1 0

29 Ar literatūros sąrašo mokslinis lygmuo tinkamas _{moksliniam darbui?} 0,2 0,1 0 30

Ar cituojami šaltiniai, ne senesni nei 10 metų, sudaro ne mažiau nei 70% šaltinių, o ne senesni

kaip 5 metų – ne mažiau kaip 40%? 0,2 0,1 0

Papildomi skyriai, kurie gali padidinti surinktą balų skaičių

(7)

32 _{rekomendacijos}Praktinės Ar yra pasiūlytos praktinės rekomendacijos ir _{ar jos susiję su gautais rezultatais?} +0,4 +0,2 0 Bendri reikalavimai, kurių nesilaikymas mažina balų skaičių

33

Bendri reikalavimai

Ar pakankama darbo apimtis (be priedų) 15-20 psl. _{(-2 balai)}_{(-5 balai)}<15 psl.

34 Ar darbo apimtis dirbtinai padidinta? _{balai -1 balas}-2

35 Ar darbo struktūra atitinka baigiamojo darbo _{rengimo reikalavimus?} -1 balas -2 balai 36 Ar darbas parašytas taisyklinga kalba, _{moksliškai, logiškai, lakoniškai?} -0,5 balo -1 balas 37 Ar yra gramatinių, stiliaus, kompiuterinio _{raštingumo klaidų?} _{balai -1 balas}-2

38

Ar tekstui būdingas nuoseklumas, vientisumas,

struktūrinių dalių apimties subalansuotumas?

-0,2 balo

-0,5 balo

39 Plagiato kiekis darbe

>20% (nevert.) 40

Ar turinys (skyrių, poskyrių

pavadinimai ir puslapių numeracija) atitinka darbo struktūrą ir yra tikslus?

-0,2 balo

-0,5 balo 41

Ar darbo dalių pavadinimai atitinka tekstą; ar yra logiškai ir taisyklingai išskirti skyrių ir poskyrių pavadinimai?

-0,2 balo

-0,5 balo 42 Ar buvo gautas (jei buvo reikalingas) _{Bioetikos komiteto leidimas?} -1 balas 43 Ar yra (jei reikalingi) svarbiausių _{terminų ir santrumpų paaiškinimai?} -0,2 balo -0,5 balo

44

Ar darbas apipavidalintas kokybiškai (spausdinimo, vaizdinės medžiagos, įrišimo kokybė)?

-0,2 balo

-0,5 balo *Viso (maksimumas 10 balų):

*Pastaba: surinktų balų suma gali viršyti 10 balų.

(8)

(9)

TURINYS SANTRAUKA... 11 SUMMARY... 12 SANTRUMPOS... 13 ĮVADAS... 14 I. LITERATŪROS APŽVALGA... 16

1.1 Bedančių žandikaulių atstatymo galimybės... 16

1.2 Bedančio apatinio žandikaulio atstatymui reikalingas dantų implantų skaičius... 16

1.3 Baigtinių elementų metodas... 17

1.4 Implanto-kaulo srityje ir fiksaciniuose varžteliuose susidarančių įtempių reikšmė... 18

1.5 Protezo konsolės ilgis ir atstumas tarp priekinių-galinių implantų... 18

II. MEDŽIAGOS IR METODAI... 20

2.1 Kompiuterinės tiriamosios bedančio apatinio žandikaulio „All-on-4“ sistemos su prisukamu PEEK dantų protezu 3-D modelio sudedamosios dalys... 20

2.2 Kompiuterinės tiriamosios bedančio apatinio žandikaulio „All-on-4“ sistemos su prisukamu PEEK dantų protezu baigtinių elementų tyrimo sąlygos... 22

2.3 Kompiuterinės tiriamosios bedančio apatinio žandikaulio „All-on-4“ sistemos su prisukamu PEEK dantų protezu baigtinių elementų analizės eiga, duomenų vertinimas ir analizė... 23

III. REZULTATAI... 29

3.1.1 Bendroji implanto-kaulo (I-K) srityje susidarančių įtempių analizė... 29

3.1.2 I-osios tiriamosios sistemos implanto-kaulo jungties (I-K) vidutinių įtempių analizė... 32

3.1.3 II-osios tiriamosios sistemos implanto-kaulo jungties (I-K) vidutinių įtempių analizė... 34

3.1.4 III-osios tiriamosios sistemos implanto-kaulo jungties (I-K) vidutinių įtempių analizė... 36

3.1.5 Implanto-kaulo srityje (I-K) susidarančių įtempių sistemose palyginamoji statistinė analizė... 38

3.2.1 Bendroji fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarančių įtempių analizė... 40

3.2.2 I-osios tiriamosios sistemos fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarančių vidutinių įtempių analizė... 43

3.2.3 II-osios tiriamosios sistemos fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarančių vidutinių įtempių analizė... 44

(10)

3.2.4 III-iosios tiriamosios sistemos fiksuojančiuose varžteliuose (FV) susidarančių vidutinių

įtempių analizė... 45

3.2.5 Fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarančių įtempių vidutinių įtempių statistinė analizė... 47

IV. REZULTATŲ APTARIMAS... 49

4.1 Atlikto tyrimo baigtinių elementų metodu trūkumai... 49

4.2 Implanto-kaulo jungtyje (I-K) ir fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarančių įtempių pasiskirstymo aptarimas ir palyginimas... 50

4.3 Gautų rezultatų palyginimas su kitais tyrimais... 51

IŠVADOS... 53

PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS... 55

LITERATŪROS SĄRAŠAS... 56

(11)

„All-on-4“ sistemos su polieterio-eterio ketono prisukamu protezu funkcinės biomechaninės apkrovos analizė. Baigtinių elementų metodas

SANTRAUKA

Problemos aktualumas ir tyrimo tikslas: Bedančių žandikaulių reabilitavimas „All-on-4“ metodu dažnai leidžia išvengti kaulo rekonstrukcijos procedūrų. Elastinės medžiagos protezo konstrukcijoje pasižymi geresne kramtymo metu susidarančių apkrovų amortizacija nei įprasti metalų lydiniai. Tyrimo tikslas – ištirti „All-on-4“ sistemos su PEEK prisukamu dantų protezu vidinius įtempius, esant skirtingiems priekinių implantų išdėstymams ir protezo konsolės ilgio scenarijams 3-D baigtinių elementų metodu.

Medžiaga ir metodai: Implanto-kaulo (I-K) srityje ir fiksacinių varžtelių (FV) įtempiai identifikuoti „Solidwork Student Edition 2018“ programa 3-D sistemose: galiniai implantai 34-44, priekiniai implantai skirtingose 31-41 (I), 32-42 (II), 33-43 (III) dantų srityse, pridėtinė 100 N apkrova 35, 36, 37 dantų srityse protezo konsolėje. Skaičiavimai atlikti dviejų dydžių baigtinių elementų tinkleliu, statistikai naudota - „SPSS 1.0.0.1327“.

Rezultatai: Reikšminga protezo konsolės ilgio įtaka pastebėta - I-K, FV srityse; atstumas tarp priekinių-galinių implantų darė reikšmingą įtaką tik FV srityje. I-oje ir II-oje sistemoje reikšmingai didesni įtempiai abiejose tirtose srityse susidarė ties apkrovos pusės implantų ir fiksacinių varžtelių poromis, tačiau I-K srityje didžiausi įtempiai susidarė ties galiniu apkrovos pusės implantu, lyginant su priešingoje apkrovai pusės implantais, o FV srityje įtempiai buvo reikšmingai didesni priekiniame apkrovos pusės varžtelyje, lyginant su bet kuriuo priešingos apkrovai pusės varžteliu. III-joje sistemoje nerasta jokių reikšmingų skirtumų tarp skirtingų žandikaulio pusių I-K ir FV srityse susidarančiais įtempiais.

Išvados: „All-on-4“ – PEEK dantų protezo sistemos komponentuose stresas pasiskirsto nevienodai. Mažiausi įtempiai ties I-K ir FV funkcijos metu susidaro esant didžiausiam atstumui tarp priekinių-galinių implantų ir trumpiausiai konsolei. Didesnę įtaką įtempiams I-K srityje daro protezo konsolės ilginimas, o FV srityje – atstumas tarp priekinių-galinių implantų.

Raktiniai žodžiai: bedančio žandikaulio gydymas, dantų implantai, dantų implantacija, fiksuoti dantų protezai ant implantų, baigtinių elementų metodas.

(12)

The All-on-4 treatment concept: functional biomechanical study of polyether ether ketone fixed full-arch prosthesis: finite element analysis

SUMMARY

Relevance and aim of the study: All-on-4 is a relevant strategy for the rehabilitation of the edentulous jaws, often allowing to avoid additional bone reconstruction. Elastic materials used for dental prosthesis absorbs occlusal forces better than conventional metallic ones. The aim of this study - to analyze the biomechanical effect of the different antero-posterior implant spread and cantilever length in the All-on-4 system with PEEK fixed full-arch prosthesis using 3D finite element analysis.

Material and methods: Implant-bone interface (I-B) and fixation screws (FS) stresses were identified using Solidworks Student Edition 2018 in the 3D cases with anterior: 31-41 (I), 32-42 (II), 33-43 (III) and posterior 34-44 implants. 100 N force was applied to the teeth 35, 36, 37 at cantilever. Two different mesh densities were used for simulation. SPSS 1.0.0.1327 was used for statistical analysis. Results: Cantilever length significantly affected stresses in both I-B and FS sites; antero-posterior implant spread significantly affected only FS site. The force-side pair of implants and FS encountered significantly more stress in systems I and II, however, greater stresses were noticed around posterior implant of the pair, although, at the anterior FS of the pair. No significant stress differences were observed between the implants nor FS of each side of the jaw of system III.

Conclusion: Stresses did not uniformly spread in different components of the systems. Largest antero-posterior spread and shortest cantilever causes less stress during function. Stresses were influenced more by cantilever length in I-B site, but by antero-posterior implant spread in FS site.

Key words: edentulous jaw rehabilitation, dental implants, dental implantation, implant-supported dental prosthesis, finite element analysis.

(13)

SANTRUMPOS

BE – baigtiniai elementai;

BEM – baigtinių elementų metodas; PEEK – polieterio-eterio ketonas; SN – standartinis nuokrypis; I-K – implanto-kaulo jungtis; FV – fiksacinis varžtelis;

(14)

14

ĮVADAS

Vis dar aktuali šių laikų problema, daranti įtaką žmogaus gyvenimo kokybei, yra visiškas dantų netekimas [1,2]. Populiarėjantis ir vis labiau prieinamas šios problemos sprendimo būdas yra defektų atstatymas dantų implantais.

Dėl įvairių anatominių ypatumų ir fiziologinių procesų mažėjant kauliniam tūriui žandikauliuose, gydymas dantų implantais gali būti kiek ribotas. Norint išvengti papildomų kaulo augmentacijos, sinuso pakėlimo ar apatinio alveolinio nervo lateralizacijos procedūrų, bedančio žandikaulio atstatymui dažnai naudojamas „All-on-4“ gydymo metodas, pritaikytas ir dokumentuotas P.Malo ir kt. 2003-siais metais. Šio metodo esmė – didžiausio išlikusio kaulinio tūrio srityse pozicionuojami 4 dantų implantai, galintys atlaikyti visą bedantį žandikaulį atstatantį fiksuotą dantų protezą. [3,4].

Šiuo metu ypač daug dėmesio skiriama naujų medžiagų bei konstrukcijų paieškoms implantologijos bei dantų ortopedijos srityse [5]. Iki šiol populiarioms bei ilgą laiką naudojamoms, mažai elastingoms dantų implantų-protezų sistemų metalinėms suprakonstrukcijoms, ieškoma medžiagų, galinčių jas pakeisti. Polieterio-eterio ketonas (PEEK) – jau ne vienerius metus naudojama traumatologijoje [6,7] ir vis didesnį susidomėjimą odontologijos srityje kelianti medžiaga [8,9]. Skirtingai nuo metalų, PEEK elastingumas artimesnis kaulo elastingumui (elastingumo moduliai: Cr-Co 210 GPa, PEEK – 3,76-3,95 GPa, kaulo - 10-30 GPa [10,11]), todėl PEEK dantų protezo konstrukcija pasižymi geresnėmis amortizacinėmis savybėmis ir gali palankiau paskirstyti kramtymo metu tenkančias jėgas žandikauliui ir visai protezinei sistemai [12,13].

Baigtinių elementų metodas (BEM) - daugelį metų naudojamas, priimtinas tyrimo metodas, įgalina atlikti gausius, skirtingų konfigūracijų in silico tyrimus, norint nuspėti biomechaninę kūnų sąveiką in vivo. BEM tyrimo metodo principas – makro objekto ar sistemos suskirstymas į mažesnes dalis - baigtinius elementus, kurie, jungdamiesi per mazgus ir sąveikaudami vienas su kitu, leidžia stebėti sukurtų uždavinių sprendinius, išreikštus skaitinėmis reikšmėmis. Kiekvienais metais daugybė šiam tyrimo metodui parengtų kompiuterinių programų yra tobulinama bei atnaujinama, taigi, galima atlikti vis tobulesnius šio tipo tyrimus.

Literatūroje teigiama, jog klinikinėje praktikoje pasitaikantiems naudojamo ant implantų prisukamo protezo komponentams, implantų lūžiams ir kaulo gyvybingumui įtakos gali turėti susidarantys vidiniai įtempiai kaule ir implanto-protezo konstrukcijoje [14]. Atsižvelgiant į gerą PEEK bioelastingumą ir gaunamos mechaninės jėgos amortizaciją, naudinga įvertinti dantų implantų-PEEK

(15)

15 protezo sistemoje kramtymo metu susidarančius įtempius ir ateityje juos palyginti su generuojamais įtempiais sistemose su kitomis protezo konstrukcinėmis medžiagomis. Tokios žinios galėtų suteikti informacijos numatant biomechaniškai saugesnes implantų-prisukamo protezo sistemos ir protezo konsolės ilgio konstravimo gaires.

Tyrimo tikslas buvo ištirti PEEK prisukamo dantų protezo ir implantų funkcinę biomechaninę sąveiką „All-on-4“ sistemoje, esant skirtingiems simetriniams priekinių dantų implantų pasiskirstymo ir protezo konsolės ilgio scenarijams 3-D baigtinių elementų metodu.

Tyrimo uždaviniai:

1. Sukurti tiriamąsias 4 implantų-prisukamo PEEK protezo apatiniame žandikaulyje 3-D sistemas su skirtingu simetrinių priekinių implantų pozicionavimu ir skirtinga funkcinio krūvio pridėjimo vieta protezo konsolėje.

2. Ištirti ir palyginti implanto-kaulo jungties (I-K) srityje susidarančių įtempių pasiskirstymo principus tiriamosiose sistemose.

3. Ištirti ir palyginti protezo fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarančių įtempių pasiskirstymo principus tiriamosiose sistemose.

(16)

16

I. LITERATŪROS APŽVALGA

1.1 Bedančių žandikaulių atstatymo galimybės

Bedančio žandikaulio atstatymą dantų implantais apsunkinantis veiksnys yra alveolinės ataugos atrofija. Didžiausias kaulinio audinio tūris bedančio apatinio žandikaulio alveolinėje ataugoje išlieka priekinių dantų srityje tarp smakrinių angų [15]. Netekus dantų ryškiausia alveolinės ataugos rezorbcija vyksta pagal įgaubtą kreivę, besitęsiančią nuo iltinio danties srities iki galinių dantų, bei priekinių kandžių srityje ties prieangine alveolinės ataugos sienele [16]. Rezorbcijos apimtis ir vieta priklauso ir nuo to, prieš kiek laiko yra netekta dantų, ar yra traumuojančių veiksnių - priešingo žandikaulio dantų kontaktavimo su bedantės alveolės gleivine, bendrinių patologijų [17].

Protezuojant bedantį apatinį žandikaulį įprastiniais pilnais plokšteliniais išimamais dantų protezais, alveolinės ataugos rezorbcija dėl protezo spaudimo į gleivinę spartėja ir blogina dantų protezo laikomumą [18]. Geresnei pilnų išimamų dantų protezų retencijai galima naudoti implantus, tačiau dėl dar didesnio spaudimo į gleivinę, nei naudojant įprastus išimamus protezus, dar labiau suintensyvėja alveolinės ataugos rezorbcija [19]. Kai kurių autorių nuomone, „All-on-4“ sistemoje žandikaulio alveolinės ataugos kaului ir antkauliui perduodamos optimalios jėgos gali stimuliuoti antkaulį ir ne tik sulėtinti alveolinės ataugos rezorbciją, bet ir skatinti kaulo remodeliaciją bei atsidėjimą [20,21].

Įprastais išimamais plokšeliniais dantų protezais atkuriama tik apie penktadalis įprastos kramtymo jėgos [22]. Taikant gydymą ant implantų fiksuotais protezais galima reikšmingai sustiprinti kramtymo jėgą bei pagerinti kramtymo funkciją, lyginant su pilnais plokšteliniais išimamais protezais [23]. Remiantis kai kurių tyrimų duomenimis, bedantį žandikaulį atstatant „All-on-4“ metodu, kramtymo jėga yra panaši ar net gali lenkti žmonių su nuosavais dantimis kramtymo jėgą [24].

1.2 Bedančio apatinio žandikaulio atstatymui reikalingas dantų implantų skaičius

Literatūroje daugelį metų nagrinėjama reikalingo dantų implantų skaičiaus, norint atstatyti visą dantų lanką apimantį defektą, problema. Nėra daug klinikinių tyrimų, pagrindžiančių šiam tikslui naudojamų dviejų implantų metodo patikimumą. Nors sekant pacientų būklę po vienų ir trejų metų

(17)

17 nepastebėta statistiškai reikšmingų skirtumų lyginant su „All-on-4“ metodu, „All-on-2“ metodo patikimumui įrodyti dar trūksta mokslinio pagrindimo [25,26]. Gausesnėse studijose su trimis dantų implantais nurodomi geri šio gydymo metodo rezultatai [27–29], tačiau šių tyrimų pagrindinė tiriamoji tema yra kraštinio kaulo rezorbcija, kituose implantų-protezo sistemos komponentuose pasitaikiusios komplikacijos nėra išdėstomos detaliai. Naudojant penkis ir daugiau dantų implantų fiksuotam viso bedančio žandikaulio defekto atstatymui, literatūroje pateikiami netgi prastesni ilgalaikio gydymo rezultatai [30].

„All-on-4“ yra plačiausiai aprašytas gydymo metodas naudojamas bedančių apatinių žandikaulių atstatymui [30]. Pirmą kartą šis metodas literatūroje buvo pateiktas 1977 metais [31], vėliau aprašytas ir adaptuotas 2003-siais metais betarpiškai atstatant bedantį apatinį žandikaulį [3]. Bedantį apatinį žandikaulį atstatant „All-on-4“ metodu, tarp smakrinių angų pozicionuojami keturi dantų implantai su ant jų fiksuota visą dantų lanko defektą atstatančia protezo konstrukcija, turinčia distaliai pratęstą konsolinę dalį [32]. Renkantis šį gydymo metodą dažnai galima išvengti kaulo augmentacijos, alveolinio nervo lateralizacijos bei sumažinti finansinių ir laiko resursų poreikį [33]. Šio metodo sėkmė svyruoja tarp 91,7 – 100% [4, 33, 34].

1.3 Baigtinių elementų metodas

Baigtinių elementų metodas (BEM) - vienas plačiausiai taikomų in silico tyrimo metodų teoriškai tiriant biomechaninius principus. Šis metodas pradėtas naudoti nuo 1968 metų [35] ir dėl savo universalumo labai plačiai taikomas atliekant tyrimus odontologijos srityje, o Lietuvoje pirmieji tokie tyrimai pasirodė šio tūkstantmečio pradžioje [36, 37] ir yra plėtojami iki šiol [38]. BEM įgalina specializuotos kompiuterinės programos, leidžiančios atlikti įprastai kliniškai neįmanomus tyrimus implantologijos srityje [39]. BEM modeliuojami tiriamųjų objektų dviejų (2D) ar trijų dimensijų (3D) pavidalai, tiriamosios sistemos struktūroms, atsižvelgiant į jas sudarančias medžiagas, suteikiami elastingumo ir Poisson‘o koeficientai. BEM principas – tiriamojo makro objekto išskaidymas į mažesnes daleles – baigtinius elementus, kurie tarpusavyje susijungę mazgais. Tiriamąją sistemą veikiant tam tikros krypties, dydžio ir lokalizacijos jėgomis ir baigtiniams elementams per mazgus sąveikaujant, galima stebėti iškeltų uždavinių sprendinius, išreikštus skaitinėmis reikšmėmis – von Mises santykiniais įtempio vienetais [40]. Atsižvelgiant į įtempių zonas, BEM galima įvertinti perkrovų zonas, identifikuoti tiriamųjų sistemų silpnąsias vietas. Pagrindinis BEM trūkumas yra tai, jog reikšmės

(18)

18 dėl individualių organizmo savybių niekada tiksliai neatitiks realių, susidarančių in vivo, tačiau tai nesumažina šio metodo reikšmės, priimtinumo ir aktualumo šiuolaikinėje odontologijoje [40], [41]. 1.4 Implanto-kaulo srityje ir fiksaciniuose varžteliuose susidarančių įtempių reikšmė

Atsižvelgiant į Wolff‘o dėsnį, mechaninė dantų implantų apkrova daro įtaką kaulo tūriui. Kramtymo metu dantų implantus veikiančios jėgos, neviršijančios optimalių, gali sukelti netgi kaulą stimuliuojantį poveikį, o optimalias viršijančios – kaulinio audinio rezorbciją [14]. Kai kurie autoriai nuogąstauja, kad tokių perkrovų (angl. overload) poveikis kaului klinikinėse studijose dėl etinių priežasčių niekada nebus tiriamos, tačiau literatūroje neneigiama, jog tai gali būti vienas iš kraštinio kaulo rezorbcijos aplink implantus rizikos veiksnių [14, 42, 43].

Fiksacinis varžtelis yra mechaniškai silpniausia implantų-protezo sistemos dalis [44]. Kramtymo metu dėl šoninių jėgų veikimo į protezo konstrukciją susidaro vidinės įtampos fiksaciniuose varžteliuose, galinčios susilpninti jungtį tarp protezo ir implantų ar net lemti varžtelių lūžį [45]. Nepaisant to, jog implantologijoje naudojamų medžiagų ir konstrukcijų ypatybės tobulėja, dėl fiksacinių varžtelių pasireiškiantis protezo-implantų jungties praradimas pasireiškia 3,1-10,8 % atvejų per 5 metus, o lūžiai – iki 5,8 % atvejų 5 metų perspektyvoje [46]. Šios komplikacijos dažnesnės implantais atkuriant visą dantų lanką apimantį defektą nei pavienio danties defektą [46, 47].

1.5 Protezo konsolės ilgis ir atstumas tarp priekinių-galinių implantų

Vienas veiksnių, ribojančių bedančių žandikaulių protezavimą, yra protezo konsolės sukuriamas jėgos sverto veikimo efektas. Didinant dantų skaičių proteze, ilgėja konsolė, didėja kramtomojo paviršiaus plotas, stiprėja sverto efektas bei įtempiai, susidarantys visoje implantų-protezo sistemoje bei aplinkiniame kaule.

Vienas iš būdų, norint sutrumpinti dantų protezo konsolę, yra didinti atstumą tarp priekinių-galinių implantų, dažniausiai tai pasiekiama tam tikru kampu okliuzinei plokštumai sriegiant galinius implantus ir tokiu būdu distalizuojant konsolės sujungimo ribą su fiksuota ant implantų protezo dalimi. Toks galinių implantų palinkimas dar vadinamas distaliniu palinkimu ir gali siekti iki 45°. Kai kurių autorių teigimu, galiniai implantai įsriegti statmenai okliuzinei plokštumai patiria didžiausias įtempių jėgas, o keičiant implantų palinkimą – jėgos visoje sistemoje mažėja [48–50], tačiau B.R. Chrcanovic, T. Albrektsson ir kt. atliktoje meta-analizėje nepastebėtas joks reikšmingas pasitaikančių komplikacijų

(19)

19 ir kraštinio kaulo rezorbcijos skirtumas tarp kampu ir statmenai okliuzinei plokštumai įsriegtų implantų apatiniame žandikaulyje [51].

„All-on-4“ metodo planavimo etape naudojamas santykis tarp protezo konsolės ir atstumo tarp priekinių-galinių implantų, literatūroje minimas kaip CL/AP santykis. Autorių rekomenduojami CL/AP santykiai: pagal English – 1,5 [52], tačiau nustatytas fiksuotiems dantų protezams ant 5 implantų, Rangert ir Sulivan pasiūlė CL ilgį apatiniame žandikaulyje – ne didesnį nei 15-20 mm [53], P.Malo ir kt. siūlo vieną krūminį dantį atitinkančia konsolę arba iki 12 dantų proteze [3].

Literatūroje nesant vieningos nuomonės dėl protezo konsolės ilgio parinkimo bei pageidaujamos priekinių-galinių implantų padėties, kyla tyrimų, nagrinėjančių biomechaninius dėsnius keičiant protezo konsolės ilgį ir atstumą tarp priekinių-galinių implantų, poreikis.

(20)

20

II. MEDŽIAGOS IR METODAI

Kompiuteriniam tiriamosios bedančio apatinio žandikaulio „All-on-4“ sistemos su prisukamu PEEK dantų protezu modeliavimui ir tyrimo atlikimui naudota Kauno technologijos universiteto Mechanikos inžinerijos katedros „Solidworks Student Edition 2018“ (Dassault Systemes, Prancūzija; Solidworks Corps., JAV) programa. Adaptuojant ankstesnių tyrimų bazę [38], šiam tyrimui buvo sukurta nauja tiriamoji 3-D sistema (1 pav.). Tyrimas buvo atliktas gavus Lietuvos Sveikatos Mokslų Universiteto Bioetikos centro leidimą (protokolo Nr. BEC-OF-81; Priedas Nr. 1)

1 pav. Kompiuterinis bedančio apatinio žandikaulio „All-on-4“ sistemos su prisukamu PEEK dantų protezu modelis – 3-D tiriamoji sistema

2.1 Kompiuterinės tiriamosios bedančio apatinio žandikaulio „All-on-4“ sistemos su prisukamu PEEK dantų protezu 3-D modelio sudedamosios dalys (1 pav.)

Tiriamąją sistemą sudarė:

• Sumodeliuotas apatinio bedančio žandikaulio segmentas tarp smakrinių angų. Viršutinis, apatinis modelio kraštai ir implantų-protezo susijungimo plokštuma nupjauti lygiagrečiai okliuzinei plokštumai. Norint sumažinti baigtinių elementų kiekį, atsisakyta išorinio kortikalinio kaulo sluoksnio – dominantiems rezultatams tai neturėjo įtakos. Kadangi, tyrime medžiagos buvo laikomos homogeniškos, izotropiškos ir vienodai elastingos per visą ilgį, buvo

(21)

21 neatsižvelgiama į kaulo porėtumą. Tenka pripažinti, jog dėl porėtumo kistų mechaninės savybės, o tai darytų įtaką dominantiems rezultatams, visgi neleistinai išaugtų kompiuteriniai ištekliai. • Kaulo sluoksnis aplink implantą – periimplantinis kaulas (angl. peri-implant bone) – buvo

sumodeliuotas 1 mm storio ir parinktos mechaninės savybės, artimos kortikalinam kaulo sluoksniui. Ši struktūra į tyrimą įvesta, norint stebėti tikslesnes įtempių reikšmes dominusioje I-K srityje.

• Dantų implantų modeliams – dėl kontaktinių sąlyčio taškų sumažinimo nemodeliuoti vidinis ir išorinis sriegiai. Pasirinktas vienas iš šiais laikais naudojamų, supaprastintas cilindrinis implanto dizainas – skersmuo 3,5 mm, ilgis 8 mm. Keičiant implantų ilgį ir skersmenį didėtų jų paviršiaus plotas, todėl keistųsi gauti rezultatai, tačiau implanto parametrų įtaka nebuvo tirta. Tyrime simetriškai buvo keičiamos implantų padėtys: priekinių implantų – 31-41, 32-42, 33-43, galinių implantų – 34-44 padėtys keičiamos nebuvo.

• Implantų atrama – modelis supaprastintas: atsisakyta vidinio ir išorinių atramos sriegių, viršutinei atramos patricos daliai parinktas 15° palinkimo kampas. Dominantiems rezultatams tai įtakos neturėjo.

• Tiltinio tipo PEEK dantų protezo modelis atitiko analogiškus standartinių dantų protezuose naudojamų dantų dydžius: siauriausioje priekinių dantų srityje buvo 10,0 mm aukščio ir 2,2 mm pločio skruosto-liežuvio kryptimi, plačiausioje krūminių dantų srityje buvo 10,0 mm aukščio ir 9,5 mm pločio skruosto-liežuvio kryptimi. Tarpusavyje abi šios sritys buvo tolygiai sujungtos, pažymėtos dantų ribos artimojo-tolimojo kontakto kryptimi. Kadangi tirti tik vienpusės protezo konsolės apkrovos scenarijai, sumodeliuota konsolinė 35-36-37 dantų protezo dalis. Modelio paprastinimo tikslais, sutrumpinta tilto dalis priešingoje krūviui pusėje iki 44 danties bei atsisakyta dantų reljefų. Supaprastinimai dominantiems rezultatams įtakos neturėjo.

• Protezo fiksacinis varžtelis – modelis paprastinimo tikslais atsisakyta sriegių, detalė atitiko protezo-implanto atramų matmenis.

• Sumodeliuota pridėtinė vienpusė 100 N jėga, okliuzinę plokštumą veikianti 75° kampu imitavo protezo konsolę veikiančią funkcinę kramtomąją apkrovą atskirų konsolinių dantų srityje. Pasirinktas jėgos dydis buvo simboliškas – tiksliai neatitiko žmogaus kramtymo metu analogiškus fragmentus veikiančių jėgų, suminis 2-jų, 3-jų konsolinių dantų modeliuoto poveikis taip pat nebuvo, nes dominantiems rezultatams tai įtakos neturėjo.

(22)

22 2.2. Kompiuterinės tiriamosios bedančio apatinio žandikaulio „All-on-4“ sistemos su prisukamu

PEEK dantų protezu baigtinių elementų tyrimo sąlygos

• Tyrimą nešališkai atsiejant nuo bet kokių realių „All-on-4“ sistemos komponentų gamintojų, tiriamosios sistemos implantų-protezų konstrukcinėms dalims ir kauliniam audiniui suteiktos bendrosios mechaninės savybės, remiantis „Solidworks“ medžiagų savybių duomenų baze ir ankstesnių tyrimų duomenimis [54] (Lentelė Nr. 1).

• Darytos prielaidos, kad medžiagos homogeniškos, izotropiškos ir vienodai elastiškos, implanto osteointegracija yra tolygi per visą implanto ilgį, visos sistemos dalys glaudžiai susijungia viena su kita, išsskyrus nesrieginiai komponentų paviršiai (fiksacinis varžtas-dantų protezas, atrama-dantų protezas), kurie jungiasi laisvo prasislinkimo būdu (2 pav.).

• Sumodeliuoti PEEK prisukamas protezas ir implantų konstrukcinių detalių parametrai atitiko realius

• Bedančio apatinio žandikaulio segmentas užfiksuotas apatinėje modelio dalyje, kad krūvio metu neslinktų erdvėje.

Lentelė Nr. 1 Tiriamosios sistemos elementams suteiktos mechaninės savybės [54]

Struktūra Elastingumo modulis, _GPa Poisson‘o santykis, _ν Tiriamosios sistemos _{detalė (-s) (2 pav.)}

Kaulas 10,63 0,313 6

Kaulo sluoksnis aplink

implantą 12,51 0,313 5

Titanas, implantų detalės 110 0,3 1, 3, 4

(23)

23 2.3 Kompiuterinės tiriamosios bedančio apatinio žandikaulio „All-on-4“ sistemos su prisukamu

PEEK dantų protezu baigtinių elementų analizės eiga, duomenų vertinimas ir analizė

2 pav. 3D tiriamosios sistemos modelio sistemos komponentai skerspjūvyje ties 34 implantu.

Tyrimui buvo sukurtos ir ištirtos trys naujos „All-on-4“ su prisukamu PEEK dantų protezu tiriamosios 3D sistemos*, turinčios skirtingą priekinių implantų išdėstymą 31-41, 32-42, 33-43 dantų srityse, vienodą galinių implantų išdėstymą 34-44 dantų srityse ir vienodą protezo konsolinę dalį 35-36-37 dantų srityse:

o (37-36-35)-34-31-41-44 (3 pav.) – toliau darbe vadinama I–ąja sistema. o (37-36-35)-34-32-42-44 (4 pav.) – toliau darbe vadinama II-ąja sistema. o (37-36-35)-34-33-43-44 (5 pav.) – toliau darbe vadinama III-ąja sistema

*neapskliausti skaitmenys nurodo implantų vietas atitinkamų dantų srityje su ant jų prisuktu protezu, apskliausti – dantis protezo konsolėje.

(24)

24 5 pav. 3-D tiriamoji (37-36-35)-34-33-43-44 sistema

Tankesnis BE tinklelis sąlygoja tikslesnius rezultatus. Parinkus tankesnį baigtinių elementų tinklelį visoje tiriamojoje sistemoje, neleistinai išaugtų kompiuterinių išteklių poreikis. todėl BEM praktikoje naudojamas kompromisas - sutankinti baigtinių elementų tinklelį tik didžiausius įtempius patiriančiose srityse, šiuo atveju - galinio apkrovos srities implanto išoriniame perimetre ir ties FV galvos-kūno sritimi. Paveikslėliuose Nr. 6 ir Nr. 7 pateikti sutankintų tinklelių vaizdai ir baigtinių elementų parametrai minėtose srityse. Priede Nr. 3 pateikiami BEM studijų parametrai skaičiavimų Nr. 1 ir Nr. 2 atvejais. Tyrimo eigoje tarp skaičiavimų su skirtingais BE nebuvo pastebėtas joks tendencijų skirtumas, todėl daugiau perskaičiavimų neatlikta ir buvo daroma prielaida, jog tiek abu tinkleliai: tiek su 0,25-2,00 mm, tiek su 0,15 mm baigtinio elemento kraštinės ilgiais, buvo pakankamai tikslūs iškeltų uždavinių sprendimui.

4 pav. 3-D tiriamoji (37-36-35)-34-32-42-44 sistema

(25)

25 FV tirtosios srities BE tinklelio vaizdas

Skaičiavimas Nr. 1 (FVS 1) Skaičiavimas Nr. 2 (FVS 2)

Baigtinio elemento kraštinės

ilgis, mm 0,20-2,00 0,15-2,00

7 pav. Baigtinių elementų kraštinės ilgis fiksacinio varžtelio galvos-kūno srityje skaičiavimų Nr. 1 ir Nr. 2 atvejais.

Galinio apkrovos pusės implanto BE tinklelio vaizdas Skaičiavimas Nr. 1 (S1) Skaičiavimas Nr. 2 (S2)

BE kraštinės ilgis, mm 0,20-2,00 0,15

6 pav. Baigtinių elementų kraštinės ilgis galinio apkrovos pusės implanto srityje skaičiavimų Nr. 1 ir Nr. 2 atvejais.

(26)

26 Modelio adaptavimo etape tiriant įtempių susidarymo tendencijas fiksaciniuose varžteliuose naudojant tiltinio protezo konstrukciją iš PEEK buvo susidurta su tinklelio generavimo problema. Naudojant automatinį tinklelio generavimą modelyje atsirasdavo konstrukcijai nebūdingų briaunų, kurių srityje susidarydavo taškinės ar sritinės perkrovos, keliolika kartų viršijančios logiškus galinčius susidaryti įtempius, iškreipiančius dominančius rezultatus. Rankiniu būdu tankinant tinklelį susidurta su situacija, kad probleminės sritys atsirasdavo vis kitose vietose (8 pav.). Šiai problemai spręsti tikėtina, jog reikėtų tankinti tinklelį ne tik FV modelyje, bet ir kontaktuojančiose modelio struktūrose, tačiau to patikrinti nebuvo galima dėl ribotų kompiuterinių išteklių.

FV sritys, kuriose nebuvo pastebėta tokių įtempių kitimų, buvo varžto kūnas bei sritis, kur varžto kūnas pereina į varžto galvą. Šios srities vidutiniai įtempiai ir buvo vertinti (9 pav.).

9 pav. FV tirtoji sritis pažymėta mėlyna spalva. BE dydis, mm

0,2-2,00 0,1-2,00 0,02-2,00

(27)

27 Kiekvieną tiriamąją sistemą veikiant pridėtine apkrovos jėga protezo konsolinėje dalyje atskirų 35-36-37 dantų darbinių kauburų srityse, „Solidworks“ įtempiai buvo identifikuoti implanto išoriniame perimetre (10 pav.) ir fiksacinio varžtelio kūno-galvos srityje (9 pav.) susidariusiomis skaitinėmis vidutinių santykinių von Mises įtempių reikšmėmis, matuojamomis megapaskaliais (MPa), bei kompiuterio sugeneruotu vaizdiniu spalviniu žymeniu išreikštu santykiniais įtempių dydžiais. (10, 12, 14, 16, 18 pav.)

10 pav. Tirtoji implanto sritis pažymėta raudona spalva.

Tiriamosiose sistemose susidariusių įtempių pasiskirstymas I-K srityje ir ties FV buvo vertinamas: • Sistemoje pažymint visus tirtus implantų paviršius kartu ir fiksuojant programa apskaičiuotą

visos sistemos I-K srities vidutinę įtempių vertę (žr. Priedą Nr. 2).

• Sistemoje pažymint visus tirtus fiksacinių varžtelių paviršius kartu ir fiksuojant programoje apskaičiuotą visos sistemos FV vidutinę įtempių vertę.

• Fiksuojant vidutines įtempių reikšmes ties kiekvienu tiriamųjų sistemų atskiru implantu ir FV. Ekrano vaizdinių kopijos iš „Solidworks Student edition 2018“ saugomos asmeniniame tyrėjo kompiuteryje. Tyrimo rezultatai buvo registruojami „Microsoft Excel 2018“ programoje, duomenų vertinimui ir statistinei analizei naudota „SPSS 1.0.0.1327“ (IBM, JAV) programa.

Aprašomoji duomenų analizė pateikta nurodant vidurkius ir standartinius nuokrypius (SN). Analitinei duomenų analizei naudotas vienfaktorinės dispersinės analizės metodas (ANOVA) su keičiamais faktoriais: protezo konsolės ilgis, priekinių implantų išdėstymas, atskiri sistemų implantai ir fiksaciniai varžteliai. Efekto dydis matuotas pagal dalinį η2_{. Nustačius statistiškai}

(28)

28 reikšmingus skirtumus, LSD aposterioriniai (lot. post hoc) testai buvo naudoti lyginant rezultatų reikšmingumą tarp grupių.

Sugrupavus kiekvienos pusės implantus ir fiksacinius varžtelius į dvi grupes, joms palyginti buvo taikomas dviejų nepriklausomų imčių t-testas.

(29)

29

III. REZULTATAI

3.1.1 Bendroji implanto-kaulo (I-K) srityje susidarančių įtempių analizė

Tyrime atlikti skaičiavimai su trimis skirtingomis 3-D tiriamosiomis sistemomis, pridėjus apkrovą trijuose konsolės fragmentuose, papildomai perskaičiuojant sugeneravus skirtingo dydžio baigtinių elementų tinklelį. Šiose tyrimo sistemose sukeliamas jėgos sverto efektas, būdingas konsoliniams dantų protezams.

Vidutinės skirtingų sistemų implanto-kaulo jungties (I-K) įtempių reikšmės pateiktos lentelėje Nr. 2 ir pavaizduotos grafiškai (11 pav.). Mažėjant atstumui tarp priekinių-galinių implantų, didėja vidutiniai įtempiai I-K srityje. Tokia pati tendencija pasireiškia ir ilginant konsolinę protezo dalį – jai ilgėjant, I-K srityje įtempiai didėja. Vertinant tik bendruosius vidutinius įtempius ties implantais, priklausomai nuo lyginamos sistemos ir jėgos pridėjimo vietos, I-oji sistema patiria 1,1-2,63 kartų mažesnius vidutinius įtempius, taigi, yra labiausiai subalansuota.

5.30 10.82 18.52 9.97 14.27 20.75 13.17 18.19 27.55 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35 36 37 V id utin ia i s um in ia i im pla nto -ka ul o sr itie s įte m pia i, vo n M ise s M Pa

Apkrovos vieta - dantys protezo konsolėje

I II III

11 pav. Bendras implanto-kaulo jungties vidutinių įtempių skirtingose sistemose grafinis palyginimas. I, II, III – tiriamosios sistemos

(30)

30 Lentelė Nr. 2 Vidutiniai implanto-kaulo jungties įtempiai tiriamosiose sistemose, von Mises MPa.

Skaičiavimai Nr. 1 (S1) ir Nr. 2 (S2)

Iš pastebėtų tendencijų kyla dar vienas klausimas – kuris iš kintamųjų – atstumo tarp priekinių-galinių implantų mažinimas ar protezo konsolės ilginimas sukelia didesnius vidutinių įtempių skirtumus I-K srityje.

Vienfaktorinis ANOVA testas (faktorius: priekinių implantų padėtis) neįrodė, jog atstumas tarp priekinių-galinių implantų daro statistiškai reikšmingą įtaką I-K srities vidutiniams įtempiams (F(2, 15) = 2,905; p = 0,086).

Lentelė Nr. 3 Vidutinių implanto-kaulo jungties įtempių pasiskirstymo palyginimai priklausomai nuo protezo konsolės ilgio.

Lyginamos apkraunamo danties vietos protezo konsolėje

36 ir 35 37 ir 36 37 ir 35

Skirtumai tarp vidurkių,

von Mises MPa 4,95 7,84 12,79

Patikimumo rodiklis, p1 _0,037* _0,002** _0,0003***

1- Aposteriorinis LSD testas. Patikimumo reikšmės: *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001

Atliktas vienfaktorinis ANOVA testas (faktorius: apkrovos vieta) įrodė, jog statistiškai reikšmingą įtaką implanto-kaulo jungties (I-K) įtempiams daro protezo konsolės ilgis (F(2, 15) = 17,905; p = 0,0001). Lentelėje Nr. 3 pateikti rezultatai, atlikus aposteriorinius testus iš lentelėje Nr. 2

Tiriamosios sistemos I II III Apkrovos vieta S1 S2 S1 S2 S1 S2 Vidurkis ± SN 35 4,92 5,67 9,86 10,07 12,95 13,38 9,48 ± 3,55 36 10,50 11,13 14,08 14,46 17,71 18,67 14,43 ± 3,32 37 18,24 18,79 20,12 21,37 26,68 28,41 22,27 ± 4,26 Vidurkis ± SN 11,54 ± 5,95 14,99 ± 4,87 19,63 ± 6,56

(31)

31 pateiktų duomenų. Skirtumai tarp vidurkių buvo reikšmingi visose grupėse, todėl galima teigti, kad kiekvienas papildomas dantis protezo konsolėje reikšmingai didina įtempius I-K srityje.

12 pav. Įtempių pasiskirstymas aplink implantus protezo-implantų susijungimo skerspjūvyje

Vienas iš panašumų lyginant visus ištirtus implantų išsidėstymus yra krūvio susitelkimas nevienodai aplink visą implanto kaklelį-kaulo marginalinį paviršių (12 pav.). Taip yra dėl jėgos momento, atsirandančio veikiant sverto efektui konsoliniuose dantų protezuose. Vertinant spalvinius žymenis, stebimi specifiški veikiančios jėgos krypčiai įtempių pasiskirstymo modeliai (12 pav.). Krūvio pusės implantų poros įtempiai visais atvejais koncentruojasi tiltinio protezo konsolės kryptimi. I-osios sistemos priekiniai implantai pozicionuoti arti vienas kito ir jų įtempių modeliai beveik nesiskiria, o ties galiniu priešingos apkrovai pusės implantu, dėl raunančių jėgų, įtempiai susidaro ties galiniu jo kraštu. Ties II-osios sistemos priešingos apkrovai pusės priekiniu ir galiniu implantais, dėl raunančių jėgų, didesni įtempiai stebimi galiniuose jų kraštuose. III-iojoje sistemoje dėl spaudimo ir raunančių jėgų kombinacijos ties priešingos apkrovai pusės implantais stebimas įtempių pasiskirstymas aplinkui visą marginalinį kaulo kraštą. Taip nutinka dėl to, kad, esant mažiausiam priekinių-galinių

Įtempių pasiskirstymas aplink implantus protezo-implantų susijungimo skerspjūvyje Spalvinė įtempių skalė, santykiniai įtempio dydžiai I II III A pkr auna m o d ant ie s vi et a pr ot ez o kons ol ėj e 35 36 37

(32)

32 implantų atstumui, priešingai krūvio pusėje sumažėja jėgos peties atsvara iš priekinio implanto iki apkrovos veikimo taško.

3.1.2 I-osios tiriamosios sistemos implanto-kaulo jungties (I-K) vidutinių įtempių analizė

Lentelė Nr. 4 I-oji tiriamoji sistema. Implanto-kaulo jungties vidutiniai įtempiai ties atskirais sistemos implantais, von Mises MPa. Skaičiavimai Nr.1 (S1) ir Nr.2 (S2).

Apkrovos vieta

Atitinkamo danties srityje esantys implantai

34 31 41 44 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 Vidurkis ± SN 35 8,85 11,39 4,20 4,41 3,64 3,88 2,97 2,99 5,29 ± 3,10 36 21,60 23,63 9,37 9,74 7,74 7,76 3,29 3,39 10,82 ± 7,69 37 39,31 40,22 15,31 16,14 13,25 13,61 5,09 5,19 18,52 ± 13,78 Vidurkis ± SN 24,17 ± 13,35 9,86 ± 5,12 8,31 ± 4,35 3,82 ± 1,04

Nagrinėjant I-ąją sistemą su labiausiai tarpusavyje nutolusia priekinių-galinių implantų padėtimi, susidarę vidutiniai įtempiai ties kiekvienu sistemos implantu pateikti lentelėje Nr. 4 ir pavaizduoti grafiškai (13 pav.). Didžiausios įtempių vertės susidaro ties arčiausiai apkrovos esančiu implantu 34 danties srityje.

13 pav. Vidutinių įtempių implanto-kaulo jungtyje palyginimas tarp skirtingų sistemos implantų. I-oji tiriamoji sistema. 10.12 22.62 39.77 4.31 9.56 15.73 3.76 7.75 13.43 2.98 3.34 5.14 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 35 36 37 V id utin ia i im pla nto -ka ul o ju ng tie s įte m pia i, vo n M ise s, M Pa

34 31 41 44

(33)

33 Nagrinėjant spalvinius žymenis galinio kraštinės poros implanto skerspjūvyje galima pastebėti, jog dėl protezo konsolės sukuriamų verčiančių jėgų, didžiausi įtempiai susidaro implanto kaklelio-kaulo marginalinio, nukreipto į apkrovą, krašto srityje (14 pav.). Šioje sistemoje galiniam implantui, esančiam apkrovos pusėje, priklausomai nuo apkrovos vietos, tenka 45,01-53,88 % visų susidarančių jėgų. Įtempiai tolygiai pasiskirsto tarp šios sistemos priekinių implantų, tačiau kiek didesnę krūvio dalį sugeria apkrovos pusės implantas. Krūvio pusėje esančiai implantų porai (31, 34)

Implantų pozicijos atitinkamo danties srityje Spalvinė įtempių skalė, santykiniai įtempio dydžiai 34 31 41 44 A pkr auna m o d ant ie s vi et a pr ot ez o kons ol ėj e 35 36 37

14 pav. Įtempių pasiskirstymo ties implantais 2D vaizdinys, I-oji tiriamoji sistema. Implantų skrespjūviai ties jų centrais skruostine-liežuvine kryptimi.

(34)

34 tenka 66,38-75,16 % visų susidarančių įtempių. Priešingoje krūviui pusėje esančiam galiniam implantui 44 danties srityje šioje sistemoje tenka mažiausi įtempiai, kurie keičiant konsolės ilgį beveik nekinta. 3.1.3 II-osios tiriamosios sistemos implanto-kaulo jungties (I-K) vidutinių įtempių analizė Lentelė Nr. 5 II-oji tiriamoji sistema. Implanto-kaulo jungties vidutiniai įtempiai ties atskirais sistemos implantais, von Mises MPa. Skaičiavimai Nr.1 (S1) ir Nr.2 (S2).

Atitinkamo danties srityje esantis implantas Apkrovos vieta 34 32 42 44 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 Vidurkis ± SN 35 11,77 14,35 11,84 14,99 11,19 11,63 2,12 1,83 9,97 ± 5,12 36 23,16 24,67 19,50 20,12 11,74 11,62 1,93 1,44 14,27 ± 9,10 37 38,34 43,38 26,26 27,53 12,60 12,33 3,28 2,25 20,75 ± 15,50 Vidurkis ± SN 25,95 ± 12,67 20,04 ± 6,13 11,85 ± 0,52 2,14 ± 0,62

15 pav. Vidutinių įtempių implanto-kaulo jungtyje palyginimas tarp skirtingų sistemos implantų. II-oji tiriamoji sistema.

II-oji tiriamoji sistema turi antrą didžiausią atstumą tarp priekinių-galinių implantų padėties. Šios sistemos I-K srityje susidarę įtempiai pateikti lentelėje Nr. 5 ir pavaizduoti grafiškai (15 pav.).

13.06 23.92 40.86 13.42 19.81 26.90 11.41 11.68 12.47 1.98 1.69 2.77 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 35 36 37 V id utin ia i im pla nto -ka ul o jungt ie s įte m pia i, vo n M ise s, M Pa

34 32 42 44

(35)

35 Šiuo atveju krūvį pridėjus ties 35-uoju dantimi didžiausi įtempiai susidaro ties krūvio pusės priekiniu implantu (32). Skirtingą įtempių pasiskirstymą lyginant su I-ąja sistema galima paaiškinti tuo, jog pastarosios sistemos priekiniai implantai labai panašiai pasidalina įtempių naštą, kitaip tariant, funkciškai veikia kaip vienas implantas, todėl, esant vieno danties konsolei, ties priekiniu apkrovos pusės implantu įtempių susitelkimas nematomas.

Pridėjus krūvį 36 ir 37 dantų srityse, dėl ilgesnės konsolės, didžiausi įtempiai vėl stebimi ties galiniu kraštinės poros implantu (34) kaulo marginalinio krašto-implanto kaklelio srityje, nukreiptoje į apkrovą pusėje (16 pav.). Šioje sistemoje galiniam apkrovos pusės implantui, priklausomai nuo apkrovos vietos, tenka 29,39-50,74 % visų susidarančių įtempių, o krūvio pusėje esančiai implantų kraštinei porai – 66,24-82,95 % visų susidarančių įtempių.

16 pav. Įtempių pasiskirstymo ties implantais 2D vaizdinys, II-oji tiriamoji sistema. Implantų skrespjūviai ties jų centrais skruostine-liežuvine kryptimi.

(36)

36 Šios sistemos vidutinės įtempių reikšmės ties 34-32-42 implantais yra didesnės, lyginant su I-osios sistemos, tik priešingo krūviui esančio galinio implanto (44) srityje vidutiniai įtempiai mažesni. Skirtingai nei I-ojoje sistemoje, priekinių implantų (32, 42) įtempių reikšmės išsiskiria, didesni įtempiai susidaro ties apkrovos pusės implantu (32) (15, 16 pav.).

3.1.4 III-osios tiriamosios sistemos implanto-kaulo jungties (I-K) vidutinių įtempių analizė Lentelė Nr. 6 III-oji tiriamoji sistema. Implanto-kaulo jungties vidutiniai įtempiai ties atskirais sistemos implantais, von Mises MPa. Skaičiavimai Nr.1 (S1) ir Nr.2 (S2).

Atitinkamo danties srityje esantys implantai Apkrovos vieta 34 33 43 44 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 Vidurkis ± SN 35 9,37 10,13 7,11 7,25 11,86 11,94 23,47 24,18 13,16 ± 6,82 36 19,09 21,34 17,14 17,26 12,84 13,44 21,77 22,63 18,19 ± 3,71 37 34,39 37,84 31,08 32,69 16,86 17,56 24,39 25,56 27,55 ± 7,74 Vidurkis ± SN 22,03 ± 11,95 18,76 ± 11,13 14,08 ± 2,50 23,67 ± 1,35

17 pav. Vidutinių įtempių implanto-kaulo jungtyje palyginimas tarp skirtingų sistemos implantų. III-oji tiriamoji sistema.

9.75 20.22 36.12 7.18 17.20 31.89 11.90 13.14 17.21 23.83 _22.20 24.98 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 35 36 37 Vi du tin ia i i m pl an to -k au lo ju ngt ie s įte m pi ai , Vo n M ise s, M Pa

34 33 43 44

(37)

37 III-iosios tiriamosios sistemos implanto-kaulo jungties vidutiniai įtempiai ties atskirais implantais pateikti lentelėje Nr. 6 ir pavaizduoti grafiškai (17 pav.). Šioje tiriamojoje sistemoje įtempiai pasiskirsto skirtingai nei prieš tai tirtose sistemose. Kiekvienos žandikaulio pusės implantų – 34 ir 33, 43 ir 44 srityse įtempių kreivės šioje sistemoje labai panašios tarpusavyje (17 pav.). Tos pačios pusės implantams esant taip arti vienas kito, ši sistema, atsižvelgiant į įtempių modelius yra artima „All-on-2“. Taip ženkliai sumažinus atstumą tarp priekinių-galinių implantų, prarandamas sistemos stabilumas. Skirtingai nuo I-osios ir II-osios sistemų: apkrovos pusėje esančiam galiniam implantui tenka nuo 18,09-33,30 % visų jėgų, o apkrovos pusės implantų kraštinei porai – 31,81-62,06 % visų tenkančių sistemai jėgų. Apkrovai esant 35 ir 36 dantų srityse, didžiausius įtempius patiria priešingoje krūviui esantis galinis implantas (44), tačiau apkrovai veikiant 37 danties srityje, kaip ir prieš tai tirtose sistemose, didžiausi įtempiai stebimi srityje ties 34 implantu.

18 pav. Įtempių pasiskirstymo ties implantais 2D vaizdinys, III-ioji sistema. Implantų skrespjūviai ties jų centrais skruostine-liežuvine kryptimi.

(38)

38 Nagrinėjant spalvinius žymenis galinio kraštinės poros implanto skerspjūvyje, didžiausi

įtempiai susidaro esant trijų dantų konsolei ties galinio apkrovos pusės implanto kaklelio-kaulo marginalinio, nukreipto į apkrovą, krašto srityje (18 pav.).

3.1.5 Implanto-kaulo jungties (I-K) ties atskirais sistemų implantais susidarančių įtempių statistinė analizė.

Lentelė Nr. 7 Normalizuota įtempių dalis, tenkanti krūvio pusėje esančiai implantų porai Apkrovos

pridėjimo vieta

Sistema

(apkrovos pusės kraštinė pora) I (31,34) II (32, 34) III (33, 34) 35 68.04 % 66.42 % 32.15 % 36 74.35 % 76.58 % 51.42 % 37 74.93 % 81.61 % 61.71 % Vidurkis ± SN 72.44 % ± 3.82 % 74.87 % ± 7.73 % 48.43 % ± 15.00 %

Lentelėje Nr. 7 pateikta normalizuota krūvio pusės implantų kraštinei porai tenkanti įtempių dalis tirtose skirtingose sistemose. Norint palyginti implanto-kaulo jungties (I-K) vidutinius įtempius ties apkrovos ir priešingos apkrovai pusės implantų pora, atliktas dviejų nepriklausomų imčių t-testas (lentelė Nr. 8).

I-ojoje ir II-joje tiriamosiose sistemose statistiškai reikšmingai daugiau krūvio sugeria pridėtinės jėgos pusėje esanti implantų pora, III-ioje sistemoje ties skirtingų žandikaulio pusių implantų poromis nesusidarė statistiškai reikšmingas įtempių skirtumas, o apkrovai esant 35 danties srityje didesnė dalis krūvio tenka priešingoje krūviui pusėje esančiai implantų porai (lentelės Nr 7 ir Nr. 8).

(39)

39 Lentelė Nr. 8 Ties apkrovos ir priešingos apkrovai pusių implantų poromis susidarančių vidutinių įtempių palyginimas.

Apkrovos pusės implantų poros

vidurkis ± SN von Mises MPa

Priešingos apkrovai pusės implantų poros vidurkis ± SN

von Mises MPa

Skirtumas von Mises MPa

Skirtumo tarp vidurkių patikimumo rodiklis, p1 I 17,01 ± 12,20 6,07 ± 3,82 10,95 0,011* II 22,99 ± 9,98 7,00 ± 5,10 16,00 0,00006a III 20,39 ± 11,14 18,88 ± 5,36 1,52 0,677

1- Dviejų nepriklausomų imčių t-testai. Patikimumo reikšmės: *p < 0,05, a_{p < 0,0001}

Atlikus vienfaktorinius ANOVA testus atskirose sistemose (faktorius: implanto padėtis), statistiškai reikšmingi įtempių skirtumai pastebėti tik tarp I-osios (F(3, 20) = 12,902; p = 0,000065) ir II-sios (F(3, 20) = 8,274; p = 0,001) sistemų atskirais implantais, todėl lentelėje Nr. 9 pateikti tik šių dviejų sistemų aposteriorinių skaičiavimų rezultatai, remiantis lentelėse Nr. 4, Nr. 5 pateiktais duomenimis.

Lentelė Nr. 9 Vidutinių implanto kaulo jungties įtempių vidurkių skirtumai sistemose lyginant atskirus implantus, santykiniai von Mises įtempiai MPa.

Tiriamoji sistema

Lyginami implantai atitinkamų dantų srityse (atitinkami implantai sistemose) 34-31 (34-32) 31-41 (32-42) 31-44 (32-44) 34-41 (34-42) 34-44 41-44 (42-44) I 14,30 1,55 6,04 15,85 20,35 4,49 Patikimumo rodiklis, p1_0,004** _0,724 _0,178 _0,002** _0,0001*** _0,311 II 5,91 8,19 17,90 14,09 23,80 9,71 Patikimumo rodiklis, p1_0,162 _0,058 _{0,0003*** 0,002** 0,00001***} _0,027*

(40)

40 I-ojoje sistemoje ties galiniu apkrovos pusės implantu (34) susidaro statistiškai reikšmingai didesni vidutiniai įtempiai, nei ties bet kuriuo kitu sistemos implantu. Lyginant visų kitų šios sistemos implantų srityse susidarančius įtempius, nepastebėti jokie statistiškai reikšmingi vidurkių skirtumai.

Artinant priekinius ir galinius implantus tarpusavyje, II-joje tiriamojoje sistemoje galima pastebėti panašią dinamiką, tik esant šiam implantų išdėstymui nestebimas statistiškai reikšmingas skirtumas tarp apkrovos pusės implantų poros (34-32) vidutinių įtempių. Ties galiniu apkrovos pusės implantu (34) susidaro statistiškai reikšmingai didesni vidutiniai įtempiai, lyginant su bet kuriuo priešingos apkrovai pusės implantu. Skirtingai, nei priekiniams implantams esant 31-41 dantų srityse, galiniam priešingos apkrovai pusės implantui (44) teko statistiškai reikšmingai mažesni įtempiai nei tos pačios pusės priekiniam implantui (42).

3.2.1 Bendroji fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarančių vidutinių įtempių analizė

Lentelė Nr. 10 Vidutiniai vidutiniai įtempiai fiksaciniuose varžteliuose tiriamosiose sistemose, santykiniai von Mises įtempiai, MPa. Skaičiavimai Nr. 1 (FVS 1) ir Nr. 2 (FVS 2).

Tiriamosios sistemos I II III Apkrovos vieta FVS 1 FVS 2 FVS 1 FVS 2 FVS 1 FVS 2 Vidurkis ± SD 35 30,66 33,98 53,22 62,79 87,02 93,77 60,24 ± 26,31 36 50,76 59,93 71,47 82,45 111,73 123,00 83,22 ± 28,74 37 85,66 96,10 100,17 115,45 153,43 165,88 119,45 ± 32,82 Vidurkis ± SD 59,52 ± 26,77 80,93 ± 23,45 122,47 ± 31,75

(41)

41 19 pav. Bendras vidutinių įtempių fiksaciniuose varžteliuose skirtingose sistemose grafinis palyginimas. I, II, III – tiriamosios sistemos.

Norint palyginti įtempių formavimosi dėsningumus skirtinguose sistemos komponentuose, tiriamosiose sistemose identifikuoti vidutiniai įtempiai sistemų fiksaciniuose varžteliuose (FV) (lentelė Nr. 10) ir grafiškai pavaizduoti (19 pav.). Nagrinėjant bendruosius sistemos FV vidutinius įtempius, matoma tokia pati tendencija, kaip ir implanto-kaulo jungtyje (I-K) – didžiausią implantų priekinį-galinį pasiskirstymą turinčioje I-ojoje sistemoje susidarantys įtempiai buvo patys mažiausi, o mažiausią priekinį-galinį pasiskirstymą turinti III-ioji sistema patyrė didžiausius įtempius. Dėsningumas su nustatytu I-K srityje nesikeičia ir ilgėjant dantų protezo konsolei. Stebint skaičiavimų Nr. 1 ir Nr. 2 rezultatus, nebuvo jokio dinamikos skirtumo vidutiniams visos sistemos FV varžtelių įtempiams, todėl galima teigti, kad tinklelio generavimo klaidos nedarė įtakos pasirinktos srities rezultatams.

Lentelė Nr. 11 Vidutinių įtempių fiksaciniuose varžteliuose palyginimai priklausomai nuo atstumo tarp priekinių-galinių implantų

Lyginamos sistemos

II ir I III ir II III ir I

von Mises MPa 21,41 41,55 62,96

Patikimumo rodiklis, p1 _0,198 _0,02* _0,001**

1- Aposteriorinis LSD testas. Patikimumo reikšmės: *p < 0,05, **p < 0,01

32.32 55.35 90.88 58.01 76.96 107.81 90.40 117.37 159.66 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 35 36 37 V id utin ia i s um in ia i f ik sa cin ių va rž te lių įte m pia i, vo n M ise s, M Pa

I II III

(42)

42 Vienfaktorinis ANOVA testas (faktorius: priekinių implantų padėtis) įrodė, jog atstumas tarp priekinių-galinių implantų daro statistiškai reikšmingą įtaką sistemos FV vidutinių įtempių reikšmėms (F(2, 15) = 8,109; p = 0,004). Lentelėje Nr. 11 pateikti rezultatai, atlikus aposteriorinius testus, remiantis lentelėje Nr. 10 pateiktais duomenimis. Lyginant įtempių FV kitimą tarp skirtingų tiriamųjų sistemų galima teigti, jog tarp I-osios ir II-osios sistemų susidarantys įtempių skirtumai nėra statistiškai reikšmingi, tačiau III-iosios sistemos FV patiria statistiškai didesnius vidutinius įtempius, nei I-osios ir II-osios sistemų FV.

Lentelė Nr. 12 Vidutinių įtempių fiksaciniuose varžteliuose palyginimai priklausomai nuo protezo konsolės ilgio.

Lyginamos apkraunamo danties vietos protezo konsolėje

36 ir 35 37 ir 36 37 ir 35

von Mises MPa 22,98 36,23 59,21

Patikimumo rodiklis, p1 _0,196 _0,049* _0,003**

1- Aposteriorinis LSD testas. Patikimumo reikšmės: *p < 0,05, **p < 0,01

Vienfaktorinis ANOVA testas (faktorius: protezo konsolės ilgis) įrodė, jog protezo konsolės ilgis daro statistiškai reikšmingą įtaką sistemos FV susidarantiems vidutiniams įtempiams (F(2, 15) = 6,180; p = 0,011). Lentelėje Nr. 12 pateikti rezultatai, atlikus aposteriorinius testus, remiantis lentelėje Nr. 10 pateiktais duomenimis. Lyginant įtempių FV kitimą tarp skirtingos apkraunamo danties vietos protezo konsolėje galima teigti, jog tarp 35 ir 36 apkraunamų dantų protezo konsolėje nesusidaro statistiškai reikšmingi įtempių skirtumai. Statistiškai reikšmingi vidutinių visos sistemos FV įtempių skirtumai pastebėti lyginant 35-37 (p < 0,01), 36-37 (p < 0,05) apkrovos vietas protezo konsolėje.

Lyginant efekto dydžius (pagal dalinį η2_{) galima teigti, kad didesnę įtaką įtempių reikšmėms}

protezo FV daro atstumas tarp priekinių-galinių implantų (dalinis η2_{= 0,520) nei protezo konsolės}

(43)

43 3.2.2 I-osios tiriamosios sistemos fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarančių vidutinių įtempių analizė

Lentelė Nr. 13 I-osios tiriamosios sistemos atskiruose fiksaciniuose varžteliuose susidarantys vidutiniai įtempiai, von Mises MPa. Skaičiavimai Nr.1 (FVS 1) ir Nr.2 (FVS 2).

Atitinkamo implanto fiksaciniai varžteliai Apkrovos vieta 34 31 41 44 FVS 1 FVS 2 FVS 1 FVS 2 FVS 1 FVS 2 FVS 1 FVS 2 Vidurkis ± SN 35 16,79 17,36 76,95 83,88 11,09 11,25 17,79 23,42 32,32 ± 30,00 36 70,99 83,59 94,53 104,79 20,92 24,20 16,60 27,12 55,34 ± 36,79 37 159,01 176,31 128,13 143,71 38,30 42,46 17,21 21,93 90,88 ± 66,99 Vidurkis ± SN 87,34 ± 68,13 105,33 ± 25,98 24,70 ± 13,27 20,68 ± 4,19

20 pav. Vidutinių įtempių tarp atskirų fiksacinių varžtelių palyginimas. I-oji tiriamoji sistema.

I-osios sistemos su labiausiai tarpusavyje nutolusia priekinių-galinių implantų padėtimi, atskiriems fiksaciniams varžteliams (FV) tenkantys vidutiniai įtempiai pateikti lentelėje Nr. 13 bei pavaizduoti grafiškai (20 pav.). Apkrovai esant 35 ir 36 dantų srityse didžiausius įtempius patiria apkrovos pusės priekinis FV. Nebuvo pastebėtas priekinių FV tolygus įtempių pasidalinimas –

17.08 77.29 167.66 80.42 99.66 135.92 11.17 22.56 40.38 20.61 21.86 _19.57 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 35 36 37 V id utin ia i f ik sa cin ių va rž te lių įte m pia i, vo n M ises , MP a

34 31 41 44

(44)

44 varžteliai neveikia kaip vienas. Galinis FV didžiausius įtempius patiria tik apkrovai esant 37 danties srityje protezo konsolėje. Apkrovos pusės kraštinei FV porai, priklausomai nuo apkraunamo danties vietos, tenka 75,42-83,51 % visų FV susidarančių įtempių. Priešingoje krūviui pusėje esančiuose FV susidaro mažiausi įtempiai, kurie keičiant konsolės ilgį beveik nekinta.

3.2.3 II-osios tiriamosios sistemos fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarančių vidutinių įtempių analizė

Lentelė Nr. 14 II-osios tiriamosios sistemos FV susidarantys vidutiniai įtempiai, von Mises MPa. Skaičiavimai Nr.1 (FVS 1) ir Nr.2 (FVS 2).

21 pav. Vidutinių įtempių tarp atskirų fiksacinių varžtelių palyginimas. II-oji tiriamoji sistema. 28.73 73.71 148.22 86.45 118.62 158.92 66.56 70.16 75.23 46.68 45.36 48.88 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 35 36 37 V id utin ia i f ik sa cin ių va rž te lių įte m pia i, vo n M ises , MP a

34 32 42 44

(45)

45 II-joje sistemoje fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarantys vidutiniai įtempiai pateikti lentelėje Nr. 14 ir pavaizduoti grafiškai (21 pav.). Šiuo atveju, nepriklausomai nuo apkrovos vietos, įtempiai koncentruojasi priekiniame kraštinės poros FV. Konsolę ilginant galiniame apkrovos pusės FV susidarančios vidutinių įtempių reikšmės dydžiu priartėja prie apkrovos pusės priekiniame FV susidarančių vidutinių įtempių reikšmių tik apkrovai esant 37 danties srityje. Apkrovos pusės FV poroje susidaro 50,42-71,22 % visų FV susidarančių vidutinių įtempių. Priešingoje apkrovai pusėje esančiuose FV susidaro didesni vidutiniai įtempiai negu I-ojoje sistemoje, tačiau, kaip ir pastarojoje, keičiant apkrovos vietą protezo konsolėje vidutinių įtempių FV pokyčiai nėra ryškūs.

3.2.4 III-iosios tiriamosios sistemos fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarančių vidutinių įtempių analizė

Lentelė Nr. 15 III-iosios tiriamosios sistemos atskiruose fiksaciniuose varžteliuose susidarantys vidutiniai įtempiai, von Mises MPa. Skaičiavimai Nr.1 (FVS 1) ir Nr.2 (FVS 2).

(46)

46 22 pav. Vidutinių įtempių tarp atskirų fiksacinių varžtelių palyginimas. III-ioji tiriamoji sistema.

III-joje sistemoje fiksaciniuose varžteliuose (FV) susidarantys vidutiniai įtempiai pateikti lentelėje Nr. 15 ir pavaizduoti grafiškai (22 pav.). Priekiniams implantams esant 33-43 dantų srityse, matome skirtingą vidutinių įtempių fiksacinuose varžteliuose (FV) susidarymo modelį, nei I-oje ir II-oje sistemose. Apkrovai veikiant 35 danties srityje protezo konsolėje, dėl mažo atstumo tarp priekinių-galinių implantų sistema praranda stabilumą ir didžiausi įtempiai susidaro priešingoje apkrovai pusėje esančiuose FV. Skirtingai nei priekiniams implantams esant 31-41 ar 32-42 padėtyse, pridėjus krūvį 35 danties srityje, apkrovos pusės kraštinėje FV poroje susidaro 36,53 % visų FV vidutinių įtempių. Ilginant protezo konsolę – apkraunant 36 ir 37 konsolės dantis, didžiausi įtempiai vėl susidaro apkrovos pusės FV poros priekiniame varžtelyje, o pridėtinės jėgos pusės FV porai tenka 50,09-60,70 % visų sistemos varžteliuose susidarančių įtempių. Priešingoje krūviui pusėje esančiuose varžteliuose keičiant konsolės ilgį, įtempiai kinta ganėtinai nežymiai.

45.40 90.76 165.42 86.67 144.39 222.22 128.61 135.53 153.55 100.89 98.78 97.43 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 35 36 37 V id utin ia i im pla nto -k au lo ju ng tie s įte m pia i, vo n M ises , MP a

34 33 43 44