مطالعه گرمایی – مکانیکی ایمپلنت های دندانی عملکردی درجه بندی شده با روش المان محدود
چکیده
این مقاله ، عملکرد گرمایی – مکانیکی ایمپلنت های دندانی عملکردی درجه بندی شده از جنس تیاتنیوم / هیدروکسی آپاتایت (Ha/Ti) را با روش المان محدود سه بعدی، بررسی ی کند. تنش ایجاد شده توسط نیروهای سطح جوونده برای این ایمپلنت های HA/Ti از نوع عملکردی درجه بندی شده (FG) در این مطالعه بررسی شده است تا بتوان آن ها را با تنش های مربوط با ایمپلنت های دندانی تیتانیوم، مقایسه کرد. تاثیر گرمایی – مکانیکی تغییرات دمایی به دلیل فعالیت های دهانی روزانه نیز در این مطالعه بررسی شده است. عملکرد ایمپلنت های دندانی HA/Ti FG نیز نسبت به بیشترین تنش های ون میسز بستری شده است که در واقع یکی از شاخص های عملکردی عمومی می باشد، همچنین تنش کششی / تنش اولیه اصلی برای مشکلات مکانیکی اتصال بین ایمپلنت و استخوان و تنش های فشردگی / تنش های اصلی سوم نیز برای جذب استخوان مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که تحت تاثیر تنها نیروی سطح جونده، ایمپلنت های FG با مقدار های مختلف از HA همراه با طول ایمپلنت، تقریبا عملکرد خوبی را ارائه می کنند در حالی که ایمپلنت های تیتانیوم تنش ون میسز بسیار بیشتری را تحمل می کنند. اما، زمانی که تنش های گرمایی نیز در نظر گرفته شود، ایمپلنت های FG که دارای HA با شاخص نمایی m=2 با کاهش دمای 20 درجه سانتی گراد، بیشترین تنش صلی اول و تنش ون میسز را در میان تمام ایمپلنت های FG و تیتانیوم تحمل می کنند.
مقدمه
ایمپلنت های دندانی یکی از رایج ترین جراحی های بالینی می باشد که برای به دست آوردن عملکرد یک دندان خراب مورد استفاده قرار می گیرد. بسیاری از موارد الزامی مانند زیست سازگاری، پایداری مکانیکی، رسانش گرمایی و غیره باید در این ایمپلنت ها فراهم شود. زیست سازگاری یکی از مهم ترین موضوعات در جراحی های ایمپلنت ها می باشد. این زیست سازگاری اشاره به حالتی دارد که محیط زیستی نسبت به حضور یک ایمپلنت واکنش نشان می دهد که نسبت به محیط زیستی یک وجود خارجی در نظر گفته می شود و ممکن است خطرناک و یا مخرب باشد. در طرف دیگر، بعضی از موارد تاثیر بسیار مثبتی بر روی محیط زیستی دارند، مانند بیوسرامیک ها، به خصوص کلسیم هیدروکسید که یک عامل زیستی فعال می باشد که ماهیت ماده زیستی طبیعی می باشد. در دنبال رسیدن به یک ماده با زیست سازگاری بالا و در عین حال حفظ پایداری های مکانیکی، بیوسرامیک ها معمولا برای پوشش دادن ایمپلنت های فلزی مورد استفاده قرار می گیرند. مطالعه ها در رابطه با تماس بین استخوان و ایمپلنت نیز در مقاله های مختلف گزارش شده است. اگرچه در زمینه زیست سازگاری و مقاومت ارتباط بین استخوان و ایمپلنت بهبود هایی ایجاد شده است، نیروی داخلی بیوسرامیک ها با فلز ممکن است یکی دیگر از منابع مشکلات گرمایی – مکانیکی باشد.
Abstract
This article investigates the thermal–mechanical performance of hydroxyapatite/titanium (HA/Ti) functionally graded (FG) dental implants with the three-dimensional finite element method. The stresses induced by occlusal force for the present HA/Ti FG implant are calculated to compare with the corresponding stresses for the titanium dental implant. Thermal–mechanical effect of temperature variation due to daily oral activity is also studied. The HA/Ti FG dental implant performance is evaluated against the maximum von Mises stress, which is the general performance indicator, the first principal/ tensile stress for mechanical failure of implant-bone-bond and the third principal/compressive stress for bone absorption. Simulation results indicate that under the influence of occlusal force only, the FG implants with different HA fraction along the implant length perform almost equally well, while the titanium implant sustains much higher von Mises stress. However, when thermal stress is also considered, the FG implant having HA fraction exponential index of m ¼ 2 with temperature decrease of 208C yields the highest first principal and von Mises stresses among all the FG and titanium implants.
INTRODUCTION
Dental implant is a very popular clinical surgery to restore the functionality of decayed teeth. Many requirements such as the biocompatibility, mechanical suitability, thermal conductivity, etc. have to be satisfied. Biocompatibility is one of the major concerns for a dental implant surgery. It refers to the manner as to how the biological environment reacts to the presence of the implant, which is alien to the biological environment and could be hazardous or destructive. On the other hand, some materials have very positive effect on the biological environment,1 such as the bioceramics, especially calcium hydroxide, which are bioactive to approach the nature of the natural biomaterials. In pursuit of high biocompatibility while maintaining the mechanical suitability, the bioceramic is very often used to coat the metal implant. Studies on the coated implant-bonebond strength have been reported.2–5 Although enhancements have been observed in the biocompatibility and the implant-bone-bond strength, the interface of the bioceramic with the metal may be another source of thermal–mechanical failure.
چکیده
مقدمه
مدل FE
تایید مدل
نتایج شبیه سازی ها
جمع بندی
Abstract
INTRODUCTION
THE FE MODEL
THE FE MODEL VERIFICATION
SIMULATION RESULTS
CONCLUSIONS
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه