Cuff 型植體與標準螺紋短植體之 C/I Ratio 比較
Cuff 型植體與標準螺紋短植體之 C/I Ratio 比較
Comparing C/I Ratio of Cuff-Type Implant and Standard Threaded Short Implant: Biomechanical Finite Element Analysis
研究者探討天然牙所使用的冠根比概念, 是否適合直接套用於骨整合植體, 並進一步比較不同植體結構在特定 C/I ratio 條件下的力學表現。
採有限元素分析(Finite Element Analysis), 評估植體、支台體及植體周圍骨的 von Mises 等效應力、應力分布及位移量。
對照組為傳統全螺紋短植體搭配較長 cuff 支台體; 實驗組則為 BD Cuff Implant 搭配較短 cuff 支台體。
本文結果來自電腦建立的有限元素模型。 相關數據應依研究條件解讀, 不等同於個別患者的臨床治療結果。
為什麼研究 C/I Ratio?
C/I ratio(Crown-to-Implant Ratio,冠植比) 指牙冠長度相對於植體長度的比例。 過去臨床對植體 C/I ratio 的理解, 部分受到天然牙 C/R ratio(Crown-to-Root Ratio,冠根比) 概念影響。
不過,天然牙與植體的受力機制並不相同。 天然牙透過牙周韌帶連接齒槽骨, 牙周韌帶具有緩衝與允許微小生理性移動的作用; 植體則透過骨整合直接與骨組織連接, 並不存在相同的牙周韌帶介面。
原文整理的相關研究指出, 隨著植體表面處理、植體直徑及內連接設計等技術發展, C/I ratio 與植體生物力學之間的關係, 需要結合植體設計、咬合負載等因素一起評估, 而非單獨以比例判斷。
研究模型與比較條件
本研究使用 MegaGen 內連接植體系統建立三維有限元素模型。 對照組採傳統全螺紋短植體, 實驗組則使用上段具有 cuff 結構的 BD Cuff Implant 。
骨模型依下顎後牙區橫切面建立, 外層設定為皮質骨, 內層設定為海綿骨。 研究使用 CATIA 建立模型, 再以 ABAQUS 進行有限元素分析。
Ø3.7 mm 模型模擬小臼齒區,負載為 400 N; Ø4.1 mm 模型模擬大臼齒區,負載為 600 N。 負載依 ISO 14801:2016 的研究條件, 以 30° 角度施加於模型。
研究假設植體與骨之間已完成骨整合, 並在相同模型條件下, 比較傳統短植體搭配較長 cuff 支台體, 與 BD Cuff Implant 搭配較短 cuff 支台體時的力學表現。
有限元素分析結果
在本研究設定的模型中, 研究者分別記錄植體、支台體及植體周圍骨的 von Mises 等效應力, 以及植體與植體周圍骨的位移量。
原文報告指出, 實驗組在植體本體及支台體所呈現的等效應力略高, 但兩組之間的差異有限。 植體本體約為 1% 的差異, 支台體最大差異約為 2%。
在植體周圍骨的分析中, 兩組則呈現較明顯的數值差異。 以下數值均為原研究有限元素模型的分析結果, 不代表實際臨床個案會出現相同數值。
| 植體直徑 | 研究組別 | 負載 | 周圍骨等效應力 | 周圍骨位移 |
|---|---|---|---|---|
| Ø3.7 | 傳統短植體組 | 400 N | 310.5 MPa | 17 μm |
| Ø3.7 | BD Cuff Implant 組 | 400 N | 151.6 MPa | 2 μm |
| Ø4.1 | 傳統短植體組 | 600 N | 335.8 MPa | 18 μm |
| Ø4.1 | BD Cuff Implant 組 | 600 N | 258.1 MPa | 3 μm |
應力分布圖顯示, 兩組的應力皆主要集中於植體上方及植體與支台體連接區附近。 在 Ø3.7 mm 模型中, 原文描述對照組在高應力區域的分布範圍較廣。
如何閱讀本研究結果?
本研究主要討論的是骨高度受限情境下, 不同植體與支台體組合在有限元素模型中的力學表現。 研究結果可作為理解植體設計與受力傳遞方式的參考, 但不能單獨用來推論特定臨床治療結果。
原作者在討論與結論中, 將模型所觀察到的應力與位移差異, 與 C/I ratio、支台體高度及植體結構進行討論。 同時也指出, 實際植體選擇仍應依臨床環境判斷, 後續結果亦可能受到咬合設定等因素影響。
研究限制與閱讀提醒
本文所整理的是有限元素分析研究, 屬於特定電腦模型與設定條件下的力學模擬結果, 並非人體臨床試驗結果。 實際臨床應用仍需依患者骨條件、咬合狀況、 治療計畫及核准產品說明書, 由牙科專業醫師進行個別評估。
原始英文期刊
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Hyunwook Albert An, Soo Hyun Cho, Kwang Bum Park