Analysis of the stress-strain state of a digital model of a reconstructive lyophilized allogeneic bone implant with the change in its design features

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

  • BACKGROUND: The favorable outcome after the restoration of bone loss in the jaws depends on many factors. Thus, one of the key factors is the data on the mechanical and biophysical characteristics of the used bone implants, ignorance of which often jeopardizes the successful treatment of dental patients.

AIM: To carry out a comparative experimental analysis of the stress-strain state of a digital model of a reconstructive lyophilized allogeneic bone implant with a change in its design characteristics.

MATERIALS AND METHODS: To determine the biomechanical indicators of integrity preservation, the analysis of the stress-strain state of mathematical models of a reconstructive cylindrical implant and a reconstructive implant made of lyophilized allogenic material was carried out under equal conditions using the finite element method.

RESULTS: As a result of the analysis of the stress-strain state of digital 3D models of reconstructive bone implants of two types, stress distributions according to von Mises (equivalent stresses) caused by the action of given loads were obtained. During the study, data on the margin of safety of reconstructive implants were obtained.

CONCLUSIONS: The capabilities of modern computer software make it possible to expand the possibilities of bone augmentation of the alveolar bone tissue of the jaws with simultaneous dental implantation, allowing analytically to find the optimal parameters of the used materials, to choose the magnitude and direction of force during their installation, and also to predict their behavior in the postoperative period.

About the authors

Aleksey A. Ippolitov

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: ippolitoff.al@yandex.ru

Resident of the Department of Dentistry of the IPE

Russian Federation, Samara

Nikolay V. Popov

Samara State Medical University

Email: 2750668@mail.ru

Deputy Director of the Institute of Dentistry, Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of Pediatric Dentistry and Orthodontics

Russian Federation, Samara

References

  1. Gvetadze RSh, Fedorovskij AN, Kozlova LS, Shirokov YuYu. Konsol’nyj element v nes”emnoj ortopedicheskoj konstrukcii s oporoj na dental’nye implantaty: vliyanie na napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie kosti. Stomatologiya. 2016;95(4):62–64. (In Russ.) doi: 10.17116/stomat201695462-64
  2. Muraev AA, Gazhva YuV, Ivashkevich SG, et al. A novel approach to alveolar bone complex defects 3d reconstruction. Modern Technologies in Medicine. 2017;9(2):37–45. (In Russ.) doi: 10.17691/stm2017.9.2.04
  3. Ciciashvili AM, Silant’ev AS, Panin AM, et al. Biomekhanika korotkogo dental’nogo implantata v kostnoj tkani nizhnej chelyusti. Stomatologiya. 2019;98(6–2):33–36. (In Russ.) doi: 10.17116/stomat20199806233
  4. Hanser T, Khoury F. Alveolar ridge contouring with free connective tissue graft at implant placement: A 5-year consecutive clinical study. Int J Periodontics Restorative Dent. 2016;36(4):465–473. doi: 10.11607/prd.2730
  5. Yamada M, Egusa H. Current bone substitutes for implant dentistry. J Prosthodont Res. 2018;62(2):152–161. doi: 10.1016/j.jpor.2017.08.010
  6. Premnath K, Sridevi J, Kalavathy N, et al. Evaluation of stress distribution in bone of different densities using different implant designs: a three-dimensional finite element analysis. J Indian Prosthodont Soc. 2013;13(4):555–559. doi: 10.1007/s13191-012-0189-7
  7. Urban IA, Montero E, Monje A, Sanz-Sánchez I. Effectiveness of vertical ridge augmentation interventions: A systematic review and meta-analysis. J Clin Periodontol. 2019;46 Suppl 21:319–339. doi: 10.1111/jcpe.13061

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Digital 3D model of a reconstructive cylindrical implant: 1 — the body of the bone implant; 2 — holes with the diameter of 1.2 mm

Download (158KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Digital 3D model of a reconstructive implant made of lyophilized allogeneic material

Download (40KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Direction of loads in a Cartesian coordinate system

Download (72KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Safety factor RILAM (a); load for RILAM (b)

Download (158KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Load for RCI (a); safety factor RCI (b)

Download (215KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Ippolitov A.A., Popov N.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 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».