Finite element analysis of different loading conditions for implant-supported overdentures supported by conventional or mini implants

Abstract

The effect of implants' number on overdenture stability and stress distribution in edentulous mandible, implants and overdenture was numerically investigated for implant-supported overdentures. Three models were constructed. Overdentures were connected to implants by means of ball head abutments and rubber ring. In model 1, the overdenture was retained by two conventional implants; in model 2, by four conventional implants; and in model 3, by five mini implants. The overdenture was subjected to a symmetrical load at an angle of 20 degrees to the overdenture at the canine regions and vertically at the first molars. Four different loading conditions with two total forces (120, 300 N) were considered for the numerical analysis. The overdenture displacement was about 2.2 times higher when five mini implants were used rather than four conventional implants. The lowest stress in bone bed was observed with four conventional implants. Stresses in bone were reduced by 61% in model 2 and by 6% in model 3 in comparison to model 1. The highest stress was observed with five mini implants. Stresses in implants were reduced by 76% in model 2 and 89% increased in model 3 compared to model 1. The highest implant displacement was observed with five mini implants. Implant displacements were reduced by 29% in model 2, and increased by 273% in model 3 compared to model 1. Conventional implants proved better stability for overdenture than mini implants. Regardless the type and number of implants, the stress within the bone and implants are below the critical limits.

The Effect on Bone Stress in Oral Prosthetic Rehabilitation Supported by Different Number of Dental Implants: A Numerical Analysis

“…Three-dimensional finite element analysis has proven to be the ideal technique for stress, deformation, and structural displacement analyses, enabling more accurate simulations without being an invasive technique [12]. We initially tried to generate a tridimensional geometric model of the object to be studied as faithful as possible, in order to obtain the most reliable results.…”

Di̇şsi̇z Rezorbe Mandi̇bulaya Farkli İmplantlarla Yapilan Overdenture Protezlerde Geri̇lme Anali̇zi̇ni̇n Değerlendi̇ri̇lmesi̇: Sonlu Elemanlar Anali̇zi̇ Çalişmasi

“…8 Geleneksel implantların yerleĢimi için kemik Ģekillendirmesine veya greft uygulamasına gereksinim duyulan ve kemik miktarı yetersiz olan çenelerde mini dental implantlar (MDI) daha az invaziv bir cerrahi ile avantaj sağlamaktadır. 2,3,9 Özellikle bukko-lingual kemik mesafesi dar olan kretlerde greft uygulamasına gerek duyulmadan, tek aĢamada yerleĢtirilen MDI iyileĢme süresinin kısa olması açısından da avantaj sağlamaktadır. 3,10,11 Eskiden MDI geleneksel implantların osseointegrasyon sürecinde kullanılmak üzere geçici restorasyonlar için uygulanmıĢ olmasına karĢın araĢtırmacıların MDI'ın osseointegre olabildiğini tespit etmesinden sonra daimi amaçlı olarak da kullanılmaya baĢlanmıĢtır.…”

“…7,9 MDI'ın biyomekanik özellikleriyle ilgili olarak çeĢitli çalıĢmalar bulunmaktadır. 2,3,7 Sonlu elemanlar analiz yöntemi diĢ hekimliğinde oldukça sık kullanılan biyomekanik bir analizdir ve iyi yorumlandığı takdirde klinik uygulamalar için fikir verir. Aynı zamanda kemik yapı, implant ve protetik parçaların mekanik olarak çiğneme kuvvetleri altındaki etkisi ile ilgili bilgi verir.…”

“…1 DiĢsiz ve rezorbe mandibulaya yapılan protezlerin stabilite ve retansiyon için endoosseoz implantların kullanımı iyi bir tedavi alternatifidir ve implant destekli overdenture protezler hasta memnuniyeti açısından da oldukça baĢarılıdır. [2][3][4] Anatomik yapılardan kaynaklanan sınırlamalar implant yerleĢim bölgelerini etkileyebilmektedir. 4 Alt çenelere yapılacak overdenture protezler için önerilen minimum implant sayısı ikidir.…”

“…Ancak bu prosedürler özellikle yaĢlı hastalar için kabul edilebilirliği zor ve hastaların genel sağlık durumunu da etkileyebilecek uzun süreli ve masraflı bir tedavi sürecine yol açmaktadır. 2,3,7 Cerrahi prosedürler arasında alveoler kret split tekniği, sinirin lateralizasyonu, üst çenede sinüs ogmentasyonu yer almaktadır. 1 Bunlar dıĢındaki cerrahi prosedürlerden biri de greft uygulamasıdır.…”