Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิเคราะห์การกระจายของแรงเค้นด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ในฟันปลอมชนิดไฮบริดที่พื้นผิวประชิดของรากเทียมและกระดูกอันเป็นผลมาจากจำนวนรากเทียมและตำแหน่งของรากเทียม

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Finite element analysis of stress distribution in a hybrid denture at the implant-bone interfaces affected by number and position of implants

Year (A.D.)

2001

Document Type

Thesis

First Advisor

ภาณุพงศ์ วงศ์ไทย

Faculty/College

Faculty of Dentistry (คณะทันตแพทยศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

ทันตกรรมประดิษฐ์

DOI

10.58837/CHULA.THE.2001.269

Abstract

งานวิจัยชิ้นนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาการกระจายของแรงเค้น ณ ตำแหน่งพื้นผิวประชิดของกระดูกและรากเทียมซึ่งรองรับฟันปลอมชนิดไฮบริดอันเป็นผลมาจากรากเทียมที่รองรับฟันปลอมชนิดไฮบริดมีจำนวนและลักษณะการเรียงตัวในลักษณะที่ต่างกันสองแบบ โดยใช้แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ (Finite element model) ซึ่งการเรียงตัวของรากเทียมทั้งสองแบบยังคงระยะระหว่างรากเทียมตัวหน้าสุดและหลังสุด (Anteroposterior spread) ให้คงที่เท่ากับ 10 มม. เตรียมแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์รูปขากรรไกรล่างไร้ฟันจากภาพถ่ายรังสีคอมพิวเตอร์โทโมกราฟ (Computer tomography) ของผู้ป่วยรายหนึ่งในแผนกรังสีวินิจฉัย รพ.จุฬาลงกรณ์ แล้วกำหนดตำแหน่งที่จะใส่รากเทียมตามความโค้งของขากรรไกรหน้าต่อรูเปิดข้างคาง (mental foramen) แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์กลุ่มแรกจากมีรากเทียมจำนวน 3 รากเทียม และแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์กลุ่มที่สองมีรากเทียมจำนวน 5 รากเทียม สร้างฟันปลอมชนิดไฮบริดทับบนรากเทียมในแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ โดยกำหนดให้ส่วนยื่นด้านท้ายของฟันปลอมชนิดไฮบริดมีความยาวไปทางด้านหลังต่อรากเทียมตำแหน่งสุดท้าย 20 มม. จากนั้นจึงกำหนดแรงซึ่งสมมติเป็นแรงบดเคี้ยวที่มีทิศทางตั้งฉากกับระนาบบดเคี้ยวลงที่บนด้านบดเคี้ยวของฟันปลอมในทั้งสองแบบจำลอง ลักษณะของแรงบดเคี้ยวถูกแบ่งออกเป็นสองตอนคือ ในตอนที่หนึ่งแรงบดเคี้ยวจะกระจายลงโดยตลอดด้านบดเคี้ยวของฟันปลอมไฮบริด บริเวณฟันหลังแรงบดเคี้ยวมีปริมาณสูงกว่าบริเวณฟันหน้าเพื่อเลียนแบบลักษณะที่พบในธรรมชาติ แล้ววัดค่าแรงเค้นที่เกิดขึ้นบนผิวของรากเทียมตำแหน่งเหมือนกัน 15 จุดบนรากเทียมตำแหน่งที่ 1, 3 และ 5 ณ จุดวัดเดียวกันในทั้งสองแบบจำลอง กำหนดให้จุดวัดอยู่ที่ผิวประชิดของกระดูกและรากเทียม มีจำนวน 5 จุด โดยรอบรากเทียมแต่ละตำแหน่ง นำค่าแรงเค้นที่วัดได้มาเปรียบเทียบระหว่างสองแบบจำลองในแต่ละจุดวัดโดยเปรียบเทียบสมการแสดงความถดถอยพบว่าเส้นกราฟของสมการแสดงความถดถอยซึ่งได้จากความสัมพันธ์ของแรงเค้น ณ จุดวัดต่างๆ กับปริมาณแรงบดเคี้ยวจากแบบจำลองกลุ่มที่ 1 แตกต่างจากแบบจำลองกลุ่มที่สองอย่างชัดเจน ซึ่งพบว่าจุดวัดทุกจุดบนรากเทียมตำแหน่งที่ 1 และ 5 รวมทั้งหมด 10 จุด ในแบบจำลองที่สองมีแรงเค้นสูงกว่าในแบบจำลองที่หนึ่งประมาณ 3-47% และจุดวัดทุกจุดบนรากเทียมตำแหน่งที่ 3 จุด ในแบบจำลองกลุ่มที่หนึ่งมีแรงเค้นสูงกว่าในแบบจำลองที่สองประมาณ 19-58% ส่วนตอนที่สองกำหนดให้แรงบดเคี้ยวกระจายลงเพียงแค่บริเวณด้านหลังต่อรากเทียมตำแหน่งสุดท้ายด้านขวาของขากรรไกร แล้ววัดค่าแรงเค้นที่เกิดขึ้น ณ จุดวัดที่กำหนดให้ในทั้งสองแบบจำลอง นำค่าแรงเค้นที่วัดได้มาเปรียบเทียบในแต่ละจุดที่วัดโดยการเปรียบเทียบสมการแสดงความถดถอย พบว่าเส้นกราฟของสมการแสดงความถดถอยซึ่งได้จากความสัมพันธ์ของแรงเค้น ณ จุดวัดต่างๆกับปริมาณแรงบดเคี้ยวจากแบบจำลองกลุ่มที่หนึ่งแตกต่างจากแบบจำลองกลุ่มที่สองอย่างชัดเจน ซึ่งพบว่าจุดวัดทั้ง 5 จุด บนรากเทียมตำแหน่งที่ 1 และจุดวัดที่ 12 บนรากเทียมตำแหน่งที่ 5 จากทั้งหมด 15 จุดในแบบจำลองที่สองมีแรงเค้นสูงกว่าในแบบจำลองที่หนึ่งประมาณ 6-33% ส่วนจุดวัดที่เหลือในแบบจำลองกลุ่มที่หนึ่งมีแรงเค้นสูงกว่าในแบบจำลองที่สองประมาณ 9-64%

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The purpose of this research was to study stress distribution in a hybrid denture in finite element model at the implant-bone interfaces affected by number and position of implants. In the experiment, occlusal forces were simulated on the hybrid denture in various positions and magnitudes. The stress characteristics of two models including 3-implant arrangement and 5-implant arrangement were compared while Anteroposterior Spread of both models were kept at the same length of 10 millimeters. By Computer Tomography technique, the Finite Element models of edentulous mandible were obtained from an outpatient of Chulalongkorn Hospital. The positions of implant were anterior to mental foramen along the curvature of mandible. On the dental implants of both models, two identical hybrid dentures were constructed. In particular, the distal extension lengths of hybrid denture were 20 mm. Occlusal forces were applied perpendicularly to the occlusal plane in two different ways on both model: full distribution, and unilateral distribution (right side). Larger occlusal forces were applied to posterior part than anterior part in the full distribution condition, according to the natural biting force. The same fifteen points of measurement on both models (5 positions on each 3 specific implant) were located as to obtain stress for comparison. Multiple regression analyses were performed to compare the level of significant different stress of these models. In the full distribution condition, the stress on the first and the fifth implants of the 5- implant model is approximately 3-47% higher than that of the 3-implant model. However, the stress on the third implant of the 3-implant models is approximately 19-58% higher than the 5-implant model. In the unilateral distribution condition, the stress of the 3-implant model is approximately 6- 33% lower in 6 points of measurement (5 points on the first implant and one point, point number 12, on the fifth implant) than that of the 5-implant model. However, the stress on the third implant and 4 points on the fifth implant of the 3-implant is approximately 9-64% higher than of the 5-implant model.

Link to Full Text

Share

COinS