Биомеханика имплантации, пример 2: На кость вокруг имплантата, установленного прямо и под наклоном воздействует одинаковая сила с одинаковым вектором
Здесь представлена ситуация, противоположная примеру 1 из предыдущей статьи на сайте (просим пользоваться формой поиска по сайту выше). В данном случае отличие заключается в воздействии на оба имплантата одинаковой вертикально направленной силы (рис. 1). Трехмерный анализ нагрузки провели на модели конечных элементов, как было описано выше.
Контуры основной деформации (на растяжение или компрессионной) показывают, что воздействие силы 150 Н на имплантат, установленный под наклоном 30°, приводит к значительно большей деформации костной ткани по сравнению с вертикально установленным имплантатом. Это особенно заметно при сравнении 3-й основной деформации (компрессионной) на рис. 1.
В области вертикально установленного имплантата нагрузка в области гребня составляет 0,4 х 10-3 (0,04 %, 400 ЕОД) (рис. 1g), в то время как у имплантата, установленного под наклоном, она в четыре раза выше и достигает 1,9 х 10-3 (0,19 %, 1900 ЕОД) (рис. 1h). (В данном случае минус удален.) Кроме того, пространственное значение деформации выражено сильнее в области имплантата, установленного под наклоном.
Рисунок 1. Трехмерный анализ методом конечных элементов моделей вертикальных и наклонных имплантатов под одной и той же нагрузкой:
(а—с) Трехмерный анализ конечных элементов для сравнения вертикального (а) и наклонного имплантатов (b, с).
(d, е) Контуры 1-й основной нагрузки (растяжение) в области имплантата с наклоном 30° (вертикальная нагрузка 150 Н).
(f) То же, что в ситуации (е), но при вертикальной нагрузке 50 Н.
(g, h) Контуры 3-й основной нагрузки (компрессия) в области имплантата с наклоном 30° (вертикальная нагрузка 150 Н). (l) То же, что в ситуации (е), но при вертикальной нагрузке 50 Н.
Анализ конечных элементов показал, что снижение нагрузки на имплантат, установленный под наклоном, примерно до одной трети, т.е. до 50 Н, ведет к такому же снижению пластической деформации (рис. 1i). Однако даже такая нагрузка сопровождается большей деформацией, чем нагрузка 150 Н на вертикально установленный имплантат.
Таким образом, следует помнить, что при прочих «равных» условиях одна и та же вертикальная нагрузка 150 Н на одинаковые имплантаты, установленные относительно вертикально и под углом 30°, обычно ведет к значительно большей деформации кости в области последнего. Это наблюдение вполне ожидаемо и подтверждается данными литературы (Clelland et al.). Однако, как отмечалось в примере 1 (просим пользоваться формой поиска выше), важнее определить границы безопасной деформации.
В частности, в примере 2, даже несмотря на то что деформация в пределах 1900 ЕОД (0,19%) является относительно высокой для кортикальной кости, если такая деформация только компрессионная, то она не несет опасности. Но если такой же показатель соответствует деформации растяжения, то это грозит повреждением кости.
По данным ряда исследований, деформация растяжения около 2500 ЕОД значительно повышает риск усталостного перелома кости Безусловно, нагрузка на любой объект является многовекторной, поэтому всегда сопровождается разнонаправленными проявлениями компрессионной деформации и деформации растяжения, которые возникают одновременно. Это означает, что оценка вероятности повреждения тех или иных структур значительно сложнее, чем просто измерение и суммирование отдельных деформаций.
