Stress-strain state of implant-supported restorations in tooth replacement

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Background: Dental implant therapy may be associated with breakage and deformation of implant-supported restorations, necessitating an assessment of their stress-strain state when applying a load.

Aim: To compare the stress-strain state of implants with their respective fixed restorations in tooth replacement.

Materials and Methods: A 3D mathematical model of the posterior mandible with three missing teeth was used to assess the stress-strain state for the following dental restoration options: three implant-supported crowns; a two-implant-supported bridge; or a bridge supported by tooth and implant. A 150 N load was applied to the central part of a restoration in both vertical and oblique directions to compare maximum stress values and their distribution.

Results: Oblique load was found to have a negative impact on stress intensity and distribution (471.7 MPa vs 90.7 MPa with vertical load for three implants). The most heavily loaded parts of restorations were identified: the border of the crown and the implant connection zone. A homogeneous stress distribution from a bridge to the two supporting implants was observed, along with a decrease in stress when using a bridge rather than three implant-supported crowns (160.0 MPa vs 16.1 MPa). In contrast, the load on the supporting implant increased when a bridge supported by tooth and implant was used (1,053.5 MPa with oblique load).

Conclusion: Compared to three implants replacing three missing teeth, a two-implant-supported bridge decreases stress on the implants and their respective restoration. Replacing one supporting implant with a tooth increases stress on the implant to the ultimate strength of titanium alloy in the abutment.

About the authors

Makka R. Bersanova

Kadyrov Chechen State University

Author for correspondence.
Email: bersanova99@bk.ru
ORCID iD: 0009-0004-6150-148X
Russian Federation, Grozny

Valentina N. Olesova

A.I. Burnazyan State Medical Research Center of the FMBA of Russia

Email: olesova@implantat.ru
ORCID iD: 0000-0002-3461-9317
SPIN-code: 6851-5618

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow

Roman S. Zaslavsky

A.I. Burnazyan State Medical Research Center of the FMBA of Russia

Email: mbufmbc@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2217-8745
SPIN-code: 5826-0269
Russian Federation, Moscow

Ruslan U. Bersanov

Kadyrov Chechen State University

Email: bersanovr@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-1557-7130
SPIN-code: 3746-6283

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Grozny

Svetlana P. Yarilkina

A.I. Burnazyan State Medical Research Center of the FMBA of Russia

Email: yarilkina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6182-3965
SPIN-code: 8663-0213

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Moscow

References

  1. Kulakov AA, editor. Dental implantation: national guidelines [Internet]. Moscow: GEOTAR-Media; 2022 [cited: 2004 Jul 25]. Available from: https://www.rosmedlib.ru/book/ISBN9785970473269.html (In Russ.).
  2. Lebedenko IY, Arutyunov SD, Ryakhovsky AN, editors. Orthopedic dentistry. Volume 1: National leadership: in 2 volumes. 2nd ed., reprint. and add. Moscow: GEOTAR-Media; 2022. 520 p. (In Russ.).
  3. Ivanov AS, Olesova VN, Maksyukov SYu, et al. The structure of prosthetic structures based on dental implants in dynamics over 20 years. Russian Bulletin of Dental Implantology. 2021;(3-4):93–98. EDN: VVOYRC
  4. Karabushin VA. Results of dental implantation in patients with obesity and varying severity of cardiometabolic risk [dissertation]. Saratov; 2021. 132 p. (In Russ.). EDN: ZXNSTW
  5. Muzikin MI. Pathophysiological justification of dental treatment using implants for atrophy of the alveolar processes (parts) of the jaws [dissertation]. Krasnodar; 2022. 336 p. (In Russ.). EDN: AQQGVY
  6. Muraev AA. Innovative Russian dental implant system: development, laboratory research and clinical implementation [dissertation]. Moscow; 2019. 294 p. (In Russ.). EDN: URZZAX
  7. Olesov EE, Zaslavsky RS, Lerner AYa, et al. Comparative study of modern dental implants: experimental, clinical and technological aspects: textbook. Moscow: IPK FMBA Rossii; 2018. 24 p. (In Russ.).
  8. Jiang X, Yao Y, Tang W, et al. Design of dental implants at materials level: an overview. J Biomed Mater Res A. 2020;108(8):1634–1661. doi: 10.1002/jbm.a.36931
  9. Hingsammer L, Pommer B, Hunger S, et al. Influence of implant length and associated parameters upon biomechanical forces in finite element analyses: a systematic review. Implant Dent. 2019;28(3):296–305. doi: 10.1097/ID.0000000000000879
  10. Prados-Privado M, Martínez-Martínez C, Gehrke SA, Prados-Frutos JC. Influence of bone definition and finite element parameters in bone and dental implants stress: a literature review. Biology (Basel). 2020;9(8):224. doi: 10.3390/biology9080224
  11. Ichikawa H, Yoda N, Ogawa T, et al. Impact of implant location on load distribution of implant-assisted removable partial dentures: a review of in vitro model and finite-element analysis studies. Int J Implant Dent. 2023;9(1):31. doi: 10.1186/s40729-023-00500-3
  12. Rozov RA, Trezubov VN, Gvetadze RSh, et al. Experimental modeling of the functional load of the mandible during prosthetics based on implants in adverse clinical conditions. Stomatology. 2022;101(6):28–34. EDN: KKPPHB doi: 10.17116/stomat202210106128
  13. Strekalov AA. Justification of the use of occlusal parameters of crowns of fixed structures based on dental implants in the restoration of terminal defects of dentition [dissertation]. Moscow; 2021. 169 p. (In Russ.). EDN: DOWQFL

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. A three-dimensional mathematical model of structures on implants for the replacement of a dentition defect: а — crowns on three implants, b — a bridge prosthesis on two implants, с — a bridge prosthesis on a tooth and an implant.

Download (262KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Stress distribution in three implants with covering crowns under vertical load: a — prefabricated structure, b — crowns, c — abutments, d — implants.

Download (387KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».