본 연구에서는 유한요소해석 방법을 사용하여 임플란트 지지 3본 고정성 가공 의치에 수평적인 부적합이 존재할 때 그 정도가 임플란트 인접골 응력 발생에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 3본 고정성 가공의치, 임플란트/악골 복합체로 구성된 해석 모델은 3차원으로 연구되었다. 3본 고정성 가공의치의 체결 간격은 하악 제2 소구치와 제2 대구치에 17.9㎜ 거리로 식립된 임플란트 간격에 비해 0.1㎜ 짧거나(17.8㎜), 0.1㎜ 길게(18.0㎜) 모델링하였다. 3본 고정성 가공의치와 임플란트 지대주 간의 체결은 총 6단계로 모사되었고 각 단계별로 가공의치가 하방으로 0.1㎜ 씩 변위되었다. 유한요소해석에는 PC용으로 출시된 DEFORM™ 3D 프로그램(ver 6.1, SFTC, Columbus, OH, USA)을 사용하였다. 3본 고정성 가공의치와 임플란트 사이의 응력은 von-Mises 응력, 최대 압축응력, 필요한 경우 방사상 응력을 평가하였다. d=18.0㎜인 모델에서는 가공의치와 지대주간의 체결이 이루어지지 않은 반면, d=17.8㎜ 인 모델에서는 성공적으로 체결이 가능했다. 체결 여부를 떠나 과도하게 높은 응력이 체결과정과 그 이후에 발생되었는데, 17.8㎜ 모델의 경우 체결완료 후에도 임플란트 주위 변연골에서 잔류하는 인장 및 압축 응력이 각각 최대 186.9㎫과 114.1㎫이었다. 이 경우 임플란트로부터 2㎜ 떨어진 부분까지 압축응력이 골개조 장애 임계 응력인 55㎫(4,000με과 같은 크기)보다 크게 측정되었다. 3본 고정성 가공의치의 0.1㎜ 크기의 수평적 부적합은 체결 과정뿐만 아니라 완료 후에도 인접 변연골에 높은 응력을 발생시킬 수 있다.
This study is to assess the effect of horizontal misfit of an implant supported 3-unit fixed prosthodontics on the stress development at the marginal cortical bone surrounding implant neck. Two finite element models consisting of a three unit fixed prosthodontics and an implant/bone complex were constructed on a three dimensional basis. The three unit fixed prosthodontics were designed either shorter (d=17.8㎜ model) or longer (d=18.0㎜ model) by 0.1㎜ than the span of two implants placed at the mandibular second premolar and second molar areas 17.9㎜ apart. Fitting of the fixed prosthodontics onto the implant abutments was simulated by a total of 6 steps, that is to say, 0.1㎜ displacement per each step, using DEFORM 3D (ver 6.1, SFTC, Columbus, OH, USA) program. Stresses in the fixed prosthodontics and implants were evaluated using von-Mises stress, maximum compressive stress, and radial stress as necessary. The d=17.8㎜ model assembled successfully on to the implant abutments while d=18.0㎜ model did not. Regardless if the fixed prosthodontics fitted onto the abutments or not, excessively higher stresses developed during the course of assembly trial and thereafter. On the marginal cortical bone around implants during the assembly, the peak tensile and compressive stresses were as high as 186.9㎫ and 114.1㎫, respectively, even after the final sitting of the fixed prosthodontics (for d=17.8㎜ model). For this case, the area of marginal bone subject to compressive stresses above 55㎫, equivalent of the 4,000με, i.e. the reported threshold strain to inhibit physiological remodeling of human cortical bone, extended up to 2㎜ away from implant during the assembly. Horizontal misfit of 0.1㎜ can produce excessively high stresses on the marginal cortical bone not only during the fixed prosthodontics assembly but also thereafter.