Simulation analysis of impact damage to the bone tissue surrounding a dental implant

Abstract

Dental implant may suffer transient external impacts. To simulate the effect of impact forces on bone damage is very important for evaluation of damage and guiding treatment in clinics. In this study, an animal model was established by inserting an implant into the femoral condyle of New Zealand rabbit. Implant with good osseointegration was loaded with impact force. A three-dimensional finite element model was established based on the data of the animal model. Damage process to bone tissue was simulated with Abaqus 6.13 software combining dynamic mechanical properties of the femur. The characteristics of bone damage were analyzed by comparing the results of animal testing with numerical simulation data. After impact, cortical bone around the implant and trabecular at the bottom of the implant were prone to damage. The degree of damage correlated with the direction of loading and the magnitude of the impact. Lateral loading was most likely performed to damage cancellous bone. The stress wave formed by the impact force can damage the implant-bone interface and periimplant trabeculae. The data from numerical simulations were consistent with data from animal experiments, highlighting the importance of a thorough examination and evaluation based on the patient's medical history.

Activity of Markers of Bone Metabolism in Animals with Simulated Osteoporosis after Dental Implantation

“…Досягнення останніх років у вивченні молекулярних патогенетичних аспектів остеопорозу сприяли пошуку найбільш специфічних та інформативних маркерів, котрі відображають інтенсивність процесів ремоделювання. Хоча ці показники поділяються на маркери синтезу та резорбції кістки, слід враховувати, що в патологічних умовах, коли процеси перебудови кісткової тканини пов'язані та змінені в одному напрямку, будь-який із зазначених маркерів відображатиме сумарну швидкість метаболізму кістки [6]. В даний час використовуються три біохімічні маркери формування кістки, що здійснюється остеобластами: лужна фосфатаза, остеокальцин, карбокси-та амінотермінальні пропептиди проколагену I типу [7].…”

Сучасні Погляди На Процеси Остеоінтеграції Дентальних Імплантатів У Хворих На Системний Остеопороз

“…Наведено дані про хороше приживлення імплантатів у щурів із дефіцитом кальцію [9] та у кроликів зі стероїдним остеопорозом [10]. Результати експериментального дослідження [11] також підтверджують можливість успішної остеоінтеграції імплантатів, проте автори зазначають, що процес формування кістки навколо імплантата у кроликів з остеопорозом був більш тривалим, ніж у контрольній групі.…”

Toward Digital Twin Development for Implant Placement Planning Using a Parametric Reduced-Order Model

“…The effect and stability of each of these factors should be determined because they can introduce variations in the results such as osseointegration. The largest force is applied to the cortical bone, which has a high Young's modulus, because the force acts on the top of the implant owing to masticatory and dental grip forces [28,29]. Further, stability is evaluated based on the Von mises stress that occurs in the cortical bone because this area has the most nerves [30].…”