مهندسی پزشکی زیستی، جلد ۱۵، شماره ۲، صفحات ۱۵۱-۱۵۹
عنوان فارسی بررسی پایداری اولیه‌ی ایمپلنت‌های دندانی در بارگذاری-باربرداری فشاری متناوب با استفاده از تصاویر میکروسی‌تی و روش همبستگی حجمی دیجیتال
چکیده فارسی مقاله پایداری اولیه‌ی ایمپلنت عبارت است از اتصال اولیه‌ی مکانیکی میان ایمپلنت و استخوان که به صورت برون­تنی با اندازه­گیری سفتی و بار بیشینه‌ی ساختار استخوان-ایمپلنت قابل برآورد است. فرایندهایی مانند ایمپلنت‌گذاری و اعمال بار پس از ایمپلنت‌گذاری سبب ایجاد آسیب در استخوان اطراف ایمپلنت شده که منجر به کاهش پایداری اولیه می­شود. هدف این مطالعه یافتن تاثیر آسیب­های ایجاد شده در استخوان بر پایداری اولیه‌ی ساختار استخوان-ایمپلنت در بارگذاری-باربردای فشاری دوره­ای است. بدین منظور ابتدا یک نمونه‌ی استخوان اسفنجی استوانه­ای شکل از بخش پروگزیمال استخوان ساق پای گاو جدا شده است. پس از وارد کردن ایمپلنت و آماده­سازی نمونه­ی استخوان-ایمپلنت، آزمون مکانیکی بارگذاری-باربرداری فشاری دوره­ای به شکل شبه‌استاتیک با نرخ 0024/0 mm/s و به صورت جابه‌جایی-کنترل و مرحله به مرحله از دامنه‌ی 04/0 تا 28/1 mm به ساختار استخوان-ایمپلنت اعمال شده است. در هر مرحله از جابه‌جایی پس از باربرداری، از نمونه‌ی استخوان-ایمپلنت تصاویر میکروسی­تی (µCT) گرفته شده است. در نهایت سفتی ساختار در هر جابه‌جایی اعمالی و نیز بار نهایی آن از آزمون مکانیکی به دست آمده است. نحوه‌ی توزیع و مقدار کرنش پلاستیک در استخوان اسفنجی اطراف ایمپلنت نیز با مقایسه‌ی تصاویر µCT ساختار، پیش و پس از اعمال هر جابه‌جایی و با استفاده از روش همبستگی حجمی دیجیتال (DVC) محاسبه شده است. نتایج آزمون مکانیکی نشان داده که افزایش مرحله به مرحله­ی دامنه‌ی بارگذاری از صفر تا 96/0 mm، سبب کاهش 40 درصدی سفتی ساختار استخوان-ایمپلنت نسبت به سفتی اولیه‌ی آن شده است. نتایج تحلیل DVC نشان داده که اولا بیشینه‌ی کرنش پلاستیک در استخوان اطراف ناحیه‌ی گردنی ایمپلنت ایجاد شده و ثانیا افزایش دامنه‌ی بارگذاری از جابه‌جایی 64/0 تا 96/0 mm سبب افزایش 5/1 درصدی بیشینه‌ی کرنش پلاستیک شده است. امید است نتایج این گونه تحقیقات در بهینه­سازی طراحی ایمپلنت­های دندانی با رویکرد افزایش پایداری آن‌ها کمک نماید.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله پایداری اولیه، سفتی ساختار ایمپلنت-استخوان، آزمون برون‌تنی، تصویربرداری میکروسی‌تی، روش همبستگی حجمی دیجیتال، کرنش پلاستیک،
عنوان انگلیسی Investigation on Primary Stability of Dental Implants during Compressive Cyclic Loading-Unloading using µCT Imaging, and Digital Volume Correlation (DVC) Method
چکیده انگلیسی مقاله Primary stability is the initial mechanical engagement of the implant with its neighboring bone, which can be assessed through in-vitro assessment of stiffness and the ultimate load of the bone-implant complex. Implantation and the following loading on an implant after implantation, could cause mechanical damage in the peripheral bone, and subsequently, reduce the primary stability of the implant. This study aimed at finding the effects of damage induced in the bone through exerting compressive loading-unloading cycles on the primary stability of the bone-implant system. For this purpose, firstly, a cylindrical bone sample was extracted from the proximal part of a bovine tibia. After implantation and bone-implant preparation, a quasi-static compressive step-wise loading-unloading cycles, with a displacement rate of 0.0024 mm/s and displacement-controlled were applied to the bone-implant structure with the amplitudes of 0.04 mm to 1.28 mm. In each step, after unloading, µCT images was captured from the bone-implant sample. Finally, the stiffness of the structure in each step and ultimate load were obtained from the mechanical test. The distribution of plastic stain in the bone due to loading-unloading of the construct was calculated using digital volume correlation, through correlating the µCT images before and after each loading step. Results of this work showed that increasing the step-wise displacement amplitude from 0 to 0.96 mm caused a stiffness reduction of 40%, compared to the initial stiffness. Also, the digital volume correlation results showed that maximum plastic strain occurred in the neighboring bone in the crestal part of dental implant, and also increasing loading amplitude from 0.64 to 0.96 mm led to 1.5% increase in the maximum plastic strain. It is hoped that results of this kind of investigation can be helpful in optimizing the dental implants design, with the approach of increasing their stability.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله پایداری اولیه, سفتی ساختار ایمپلنت-استخوان, آزمون برون‌تنی, تصویربرداری میکروسی‌تی, روش همبستگی حجمی دیجیتال, کرنش پلاستیک
نویسندگان مقاله پدرام اخلاقی |
محقق، بیومکانیک، دانشکده‌ی مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

ستاره خورشیدپرست |
محقق، بیومکانیک، دانشکده‌ی مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

غلامرضا روحی |
استادیار، بیومکانیک، دانشکده‌ی مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

حمیدرضا باریکانی |
استادیار، مرکز تحقیقات ایمپلنت دندانی، دانشکده‌ی دندان‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران ، ایران

نشانی اینترنتی https://www.ijbme.org/article_244880_bf7d0a46a4c6dc6029d108c64b27a501.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات