시 하 시, 플란트

주 골 포에 미치는 향:

3차원 한

연 학 학원

치 학과

시 하 시, 플란트

주 골 포에 미치는 향:

3차원 한

지도 한 수

문 사 학 문 함

2009 7 월

연 학 학원

치 학과

감사

문 마무리하는 시 에 지나간 시간 돌아보 , 처 시 할

과 열 얼마나 남아 나 생각해보 , 많 끄러워집니다. 그러나,

주 에 많 들 었 에 여 지 수 었 것 같습니다.

문 는 어 한 에게 처 지 지 끊 없는 가

침 주시고, 격 보내주신 한 수님께 진심 감사 드립니다.

그리고, 신 에도 귀 한 언 해 주시고, 문 심사 해 주신 심

수님, 철 수님, 허 주 수님, 재 수님께도 감사 드립니다.

또한, 문 실험 도 주시고, 많 언 아끼지 않 신 재 수님

과 강경탁, 주민진 생님에게도 마 감사 드립니다.

문 비하는 동안 들 마다 에 많 도움 어 당 생 병

원 치과 생님들과 지 들에게도 감사 마 합니다.

그리고, 가 여 에 게 해주신 사랑하는 아 지, 어 니, 항상 격 해주시는

빠 언니에게도 감사 마 합니다.

2009 7월

드림

i

차

그림 차 ······················································································ ⅱ

문 약 ······························································································· ⅴ

I. ···································································································· 1

II. 재료 ······················································································· 4

1. 한 링 ·········································································· 4

2. 플란트-골 계 ······························································· 5

3. 경계, 하 건과 물질 질 ······················································· 5

III. 연 결과 ·························································································· 8

1. 지연 하에 플란트 , 직경, 태에 골 변

································································································· 10

2. 시 하에 플란트 , 직경, 태에 골 과

변 변 ·················································································· 15

IV. 고찰 ···················································································· 21

V. 결 ································································································ 28

참고 문헌 ······························································································ 30

문 약 ······························································································ 39

ii

그림 차

Fig.1. The 3-dimensional model including the crown, the implant. ················· 7

Fig.2. Schematic presentation of a) tapered type b) straight type dental implant.

····································································································· 7

Fig.3. The distribution of cortical & trabecular bone stresses around a)

delayed loaded (bonded) implants and b) immediately loaded (contact)

implants ························································································ 8

Fig.4. The distribution of cortical & trabecular bone stresses around a)

tapered, b) straight 4.3 X 8.5, 4.3 X 10 and 4.3 X 11.5 mm delayed

loaded (bonded) implants. ··························································· 11

Fig.5. The distribution of cortical & trabecular bone stresses around a)

tapered, b) straight 5.3 X 8.5, 5.3 X 10 and 5.3 X 11.5 mm delayed

loaded (bonded) implants. ························································· 12

Fig.6. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among three implant

length (8, 10, 11.5 mm) of diameter 4.3 mm and 5.3 mm delayed loaded

(bonded) a) tapered and b) straight implants. ································ 13

Fig.7. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among two implant

diameter (4.3, 5.3mm) of length 8.5 mm, 10 mm, and 11.5 mm delayed

loaded (bonded ) a) tapered and b) straight implants. ····················· 13

Fig.8. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among two implant

body designs (tapered, straight form) of length 8.5 mm, 10 mm, and

11.5 mm delayed loaded (bonded ) a) diameter 4.3 mm and b) 5.3 mm

implants. ····················································································· 14

iii

Fig.9. The distribution of cortical & trabecular bone stresses around a)

tapered, b) straight 4.3 X 8.5, 4.3 X 10 and 4.3 X 11.5 mm immediately

loaded (contact) implants. ····························································· 17

Fig.10. The distribution of cortical & trabecular bone stresses around a)

tapered, b) straight 5.3 x 8.5, 5.3 X 10 and 5.3 x 11.5 mm immediately

loaded (contact) implants. ··························································· 18

Fig.11. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among three implant

length (8, 10, 11.5 mm) of diameter 4.3 mm and 5.3 mm immediately

loaded (contact) a) tapered and b) straight implants. ····················· 19

Fig.12. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among two implant

diameter (4.3, 5.3 mm) of length 8.5 mm, 10 mm, and 11.5 mm

immediately loaded (contact) a) tapered and b) straight implants. ···· 19

Fig.13. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among two implant

body designs (tapered, straight form) of length 8.5 mm, 10 mm, and

11.5 mm immediately loaded (contact) a) diameter 4.3 mm and b) 5.3

mm implants. ············································································· 20

iv

차

Table I. Mechanical properties of the materials. ········································· 6

Table II. The maximum von-Mises stress (maximum equivalent stress or Max

EQV stress) of the bone around different implant length, diameter

and body design (tapered and straight) with bonded and contact

interface condition. ···································································· 9

Table III. The maximum sliding distance of model of contact implant-bone

interfaces. ·············································································· 20

v

문 약

시 하 시, 플란트

주 골 포에 미치는 향: 3차원 한

근에는 플란트 식립한 후 보철물 착하 지 하는 치 간

차 고 는 , 심지어는 치 간 없 능 하 가하는

시 하 치료도 많 시행하는 다. 러한 시 하 공에 가

한 는 플란트 안 , 시 하 결과에 향 주는

들 플란트 들 변 에 해 합압 할 골에

지지하는 늘 수 어, 생하는 감 시킬 수 다. 플란트

시 하에 들 향 근에 연 하 시 했 , 지연 하 시

비 해 다 향 미칠 수 것 다. 연 플란트 시

하 상 한 재 하고, 플란트 주 골 포에 한

플란트 향 하여, 시 하 시술 한 한 플란트

택에 도움 주 함 다.

실험 한 택했 , 플란트 지지하는 하악

1 치 치 3차원 재 하 다. Tapered, straight , 4.3 mm

직경과 8, 10, 11.5 mm 가진 플란트들과 5.3mm 직경과 8, 10, 11.5

mm 가진 플란트들 시 하 지연 하 상 에 게 하여,

등가 했다.

플란트 시 하 시 플란트 주 골 포에 미치는

향 연 한 결과는 다 과 같다.

vi

1. 지연 하 비 해 시 하에 는 플란트 경 피질골 뿐만

아니라, 플란트-골 계 라 플란트 근단 지 해 골에도 하게

포하 , 등가 도 게 나타났다.

2. 지연 하에 는 tapered 직경 4.3 mm 플란트 10 mm 에

11.5 mm 가 가할 다 가하는 양상 보 것

하고는, 플란트 가 어질수 감 했다. 또한 플란트

직경 커지 감 했 , tapered 플란트가 straight

플란트보다 았다.

3. 시 하에 는 tapered 플란트에 는, 같 직경 가 8.5

mm 에 10 mm 가 시에는 감 하나, 10 mm 에 11.5 mm

가 시에는 가했 , 같 는 직경 가할수

감 했다. 태에 는 4.3 X 8.5 mm 플란트 하고,

tapered 플란트가 straight 플란트보다 낮게 나타났다.

시 하 시 플란트-골 계 변 거리는 허 는 미 동 도 50

μm 하 값 나타냄 , 골 해하지 않는 것 보 다.

4. 지연 하에 는 , 직경, 태들 변 에 에 한

향 비 규칙 양상 보 나, 시 하에 는 들 향

다양하게 나타나는 습 보여주었다. 지연 하에 변수들

향과 치하지 않 수 다는 것 보여주었다.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

핵심 는 말: 시 하, 한 , 치과 플란트, , 직경, ,

- 1 -

I.

플란트 Brånemark 처 상에 도 했 , 공 골 착

해 는 플란트 치 하 에 치시킨 후 하 가하지 않는 3-6개월

치 간 필 하다고 시했다. 1-2 그러나, 근 플란트 식립한 후

보철물 착하 지 하는 치 간 차 고 는 ,

심지어는 치 간 없 능 하 가하는 시 하에 한 연 도

보고 고 다. 3-6

시 플란트 하란 플란트 식립한 후 시 또는 시간 후 하

가하는 것 할 수 다. 7 근에 Wang 등 8 시 하

플란트 식립한 후 어도 48시간 내에, 플란트 지지 수복물에 합

가하는 것 안했다. 러한 시 하는 에게 내원 간 단 , 빠

능과 심미 복 등 편안함 공해 주지만, 플란트

미 동 한 실 , 결과 측 실 등 포함하는 많

험 가지고 다. 7

1970 플란트 시 하는 피막 , 동 ,

플란트 실 어 다. 9-12 근 10 동안 심스런 택, 합과

보철물 계 한 계 , 플란트 재료 , 개 공

아짐에 라 시 하 치료는 차 어 가고 는 다. 7

통계상 도 96% 상 공 보고하고 고, 골 수에 도 지연 하

시 하 간에 큰 차 보 지 않고 다. 14-19

같 다수 상 연 는 진행 었 나, 시 하 프 에 한

- 2 -

연 시 하 근거가 만한 상 연 는 한 편 다. 13

러한 시 하 공에 가 한 는 플란트 안 ,

골 착 해 는 간 아니라, 합압 달할 골과 플란트 계

사 에 생 는 미 동 가 략 50-150 μm 도 , 수 가능한 역치 하에

재하도 하는 것 필 하다. 해 Gapski 등 20 시 하 결과에

향 주는 들 수술 시 플란트 안 , 골량과 골질,

플란트 , 합과 보철물 등 라고 했다.

에 플란트 는 플란트 , 직경, 태 등

, 들 하게 택함에 해 합압 할 골에 지지하는

늘 수 어 생하는 감 시킬 수 다. 21 태 재

가 는 tapered 과 straight 다.

런 들 지연 하에 도 폭 게 연 하여 , 들 변 에

해 플란트 치료 공 수 다는 것 견했다. 22-25 그러나,

플란트 시 하에 들 향 근에 연 하 시 했 , 또한 지연

하 시 비 해 다 향 미칠 수도 것 다. 26-28

시 하에 향 주는 변수들과 골에 생하는 과 상 계

상 하게 한 연 하나가 한 다.

한 지난 2 동안 플란트 주 골 측 한

한 해 , 29 시 하 상 한 재 한

연 도 문에 볼 수 다. 30-33

Riger 등 31과 Palomar 등 32 한 골 착 에는 플란트-골 계 에

주 운동 어난다고 생각했 므 , frictionless interface(마찰

- 3 -

없는 계 ) 재 했다. 그러나, Mellal 등 33 치 간 동안 특 한 순간

하는 마찰 계수 플란트-골 계 에 할 수 므 , 골 착

계 플란트 골 사 변 허락하는 마찰 계 , 비

frictional contact(마찰 ) 사 하여 재 했다. 연 에 는 시

하 시 플란트-골 계 후 같 재 하 다.

연 플란트 시 하 상 한

재 하고, 플란트 주 골 포에 한 플란트 향

하여, 시 하 시술 한 한 플란트 택에 도움 주 함 다.

- 4 -

II. 재료

1. 한 링

실험 단계는 Pro/Engineer Wildfire 2.0 링하고, Hypermesh 8.0

(Altair Co., USA) preprocessing, postprocessing 한 후, ABAQUS 6.6 (HKS,

Inc.) 해 하 다.

플란트 지지하는 하악 1 치 치 3차원 재 하 다.

치 castable abutment (warantec, Seoul, Korea) 한 시 트 지

, 지 주 는 5 mm 하 다. 플란트 주 골 , Lekholm

Zarb 34 type 2 골 참고 해 , 2mm 께 피질골 하 에 한

해 골 하악골 3차원 했다 (Fig.1). 골 는 23.4mm

직경 16mm 하 다.

플란트는 tapered, straight 내 연결 플란트 (Oneplant,

warantec, Seoul, Korea) 하 다 (Fig.2). 4.3 mm 직경과 8, 10, 11.5

mm 가진 플란트들과 5.3mm 직경과 8, 10, 11.5 mm

가진 플란트들 시 하 지연 하 상 에 게 했다.

는 C3D10m (A 10-node modified quadratic tetrahedron), C3D4 (A 4-

node linear tetrahedron) 사 하 다. 크 는 플란트는 0.5, 골 0.4

하 다.

- 5 -

2. 플란트-골 계

플란트 시 하 지연 하 상 골과 플란트 사 계 에

다 상 해 재 했다. 시 하시 골- 플란트 계

플란트 골 사 마찰 는 마찰 상 , 지연 하시 계

플란트 골 고 결합 재 했다. 는 비 마찰

사 하여 재 하 , 플란트 골 사 약간 변

허 한다. 33 골- 플란트 간 마찰계수는 0.3 하 다. 35,36

3. 경계, 하 건과 물질 질

골 직 주 움직 생하지 않는다고 가 하여, 골 쪽 가

리 하 고, 하 치 향 110N 수직 하

가했다. 37 한 결과는 von-Mises stress(등가 ) 계산하 ,

상 비 편리 도 하 해 계산 등가 특 한 값

하여 색상 시하 다. 등가 연 물질에 한 항복

평가하 한 것 , 2차원 또는 3차원에 스트 스들 결합함에 해

계산 , 한 결과는 등가 나타낸다. 그리고,

시 하 시 플란트-골 계 에 변 거리도 해 하 다.

본 연 에 사 플란트, 피질골, 해 골, 등 , 동질 , 탄

재료 가 하 다. 상 계 질 물질에 라 달라지 , 한

실험한 문과 사 료에 고 결 하었다. 13

- 6 -

에 는 물리 질 Young’s modulus Poisson’s

ratio 었다 (Table I).

Table I. Mechanical properties of the materials.

Materials Young’s modulus (GPa) Poisson’s ratio(v)

Dental implant (Ti-Grade 4) 100 0.34

Cortical bone 13.7 0.3

Trabecular bone 1.37 0.3

Gold 96 0.35

- 7 -

Fig.1. The 3-dimensional model including the crown, the implant.

a) b)

Fig.2. Schematic presentation of a) tapered type and b) straight type dental

implant.

- 8 -

III. 연 결과

골 포 상 보 , 지연 하에 비해 시 하 시 플란트

경 피질골뿐만 아니라 해 골에 플란트-골 계 라 플란트 근단 지

하게 포하는 것 보여 다 (Fig.3).

또한 등가 지연 하에 비해 시 하에 , 지연 하

시는 해 골보다 피질골에 , 시 하에 도 tapered 4.3 X 10

mm, 4.3 X 11.5 mm, straight 4.3 X 8.5 mm 플란트 들 하고는 피

질골에 았다 (Table II).

a) b)

Fig.3. The distribution of cortical & trabecular bone stresses around a)

delayed loaded (bonded) implants and b) immediately loaded (contact) implants

- 9 -

Table II. The maximum von-Mises stress (maximum equivalent stress or Max

EQV stress) of the bone around different implant length, diameter and body

design (tapered and straight) with bonded and contact interface condition.

Interface Implant body

Design

Implant

Diameter (mm)

Implant

Length (mm)

Cortical EQV

(MPa)

Trabecular EQV

(MPa)

Bonded Tapered 4.3 8.5 19.09 2.946

10 6.424 2.064

11.5 6.9 2.7

5.3 8.5 6.182 3.173

10 5.406 1.892

11.5 4.779 1.678

Straight 4.3 8.5 6.0 2.1

10 4.9 2.2

11.5 4.1 2.0

5.3 8.5 4.2 2.7

10 3.9 1.6

11.5 3.7 2.5

Contact Tapered 4.3 8.5 20.76 16.34

10 18.073 19.16

11.5 26 34

5.3 8.5 16.5 10.67

10 8.497 7.618

11.5 9.662 7.654

Straight 4.3 8.5 5.5 16.44

10 28 8.874

11.5 116 13.34

5.3 8.5 68 44

10 32 11.55

11.5 35.89 19.36

- 10 -

1. 지연 하에 플란트 , 직경, 태에 골

변

지연 하에 는 tapered 4.3 X 8.5 mm 플란트 다 보다

등가 보 다. straight 5.3 X 11.5 mm 플란트

다 보다 낮 등가 보 다 (Fig.6).

지연 하에 는 tapered 직경 4.3 mm 플란트 들 가 8.5

mm에 10 mm 가 시에는 감 하나, 10 mm에 11.5 mm

가 시 7.4% 가한 것 하고는, 같 직경과 태 가 어질

수 감 하 다 (Fig.6).

특 Tapered 직경 4.3 mm 플란트에 가 8.5 mm에 10 mm

가 시 66.3%만큼 감 했다.

한편 같 태 가진 플란트 들에 는 직경 커지

감 하 다 (Fig.7). 그리고, 같 직경과 가진 플란트 들

에 는 tapered straight 보다 값 았다 (Fig.8).

- 11 -

a)

4.3 X 8.5 4.3 x 10 4.3 X 11.5

b)

4.3 X 8.5 4.3 X 10 4.3 X 11.5

Fig.4. The distribution of cortical & trabecular bone stresses around a)

tapered, b) straight 4.3 X 8.5, 4.3 X 10 and 4.3 X 11.5 mm delayed loaded

(bonded) implants.

- 12 -

a)

5.3 X 8. 5 5.3 X 10 5.3 X 11.5

b)

5.3 X 8. 5 5.3 X10 5.3 X 11.5

Fig.5. The distribution of cortical & trabecular bone stresses around a)

tapered, b) straight 5.3 X 8.5, 5.3 X 10 and 5.3 X 11.5 mm delayed loaded

(bonded) implants.

- 13 -

0

5

10

15

20

8.5 10 11.5

Implant LengthEQ

V(M

Pa)

4.3

5.3

a) b)

Fig.6. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among three implant

length (8, 10, 11.5 mm) of diameter 4.3 mm and 5.3 mm delayed loaded

(bonded) a) tapered and b) straight implants.

0

5

10

15

20

4.3 5.3

Implant Diameter

EQ

V(M

Pa

)

8.5

10

11.5

a) b)

Fig.7. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among two implant

diameter (4.3, 5.3 mm) of length 8.5 mm, 10 mm, and 11.5 mm delayed loaded

(bonded ) a) tapered and b) straight implants.

0

5

10

15

20

8.5 10 11.5

Implant Length

EQ

V(M

Pa)

4.3

5.3

0

5

10

15

20

4.3 5.3

Implant Diameter

EQ

V(M

Pa)

8.5

10

11.5

- 14 -

0

5

10

15

20

Tapered Straight

Implant Designs

EQ

V(M

Pa)

8.5

10

11.5

a) b)

Fig.8. The maximum von-Mises stress(EQV) of the bone among two implant

body designs (tapered, straight form) of length 8.5 mm, 10 mm, and 11.5 mm

delayed loaded (bonded ) a) diameter 4.3mm and b) 5.3mm implants.

0

5

10

15

20

Tapered Straight

Implant Designs

EQ

V(M

Pa)

8.5

10

11.5

- 15 -

2. 시 하에 플란트 , 직경, 태에 골

과 변 변

시 하에 는 straight 4.3 X 11.5 mm 다 보다

등가 보 다. tapered 5.3 X 10 mm 다 보다

낮 등가 보 다 (Fig.11).

Straight 직경 4.3 mm 플란트 들 하고는, 같 직경과 같

태 8.5 mm에 10 mm 가 시에는 감 하나, 10 mm

에 11.5 mm 가 시에는 가하 , 10 mm , 가

낮 보 다. 라 tapered 플란트에 는 같 직경

가 8.5 mm에 10 mm 가 시에는 감 하나, 10 mm에

11.5 mm 가 시에는 가하 다 (Fig.11).

tapered 직경 5.3 mm 플란트 들에 가 8.5 mm에 10 mm

가 시 48.5%만큼 감 했 , straight 직경 5.3 mm 플란

트 에 는 53%만큼 감 했다. tapered 직경 4.3 mm

플란트 에 가 10 mm에 11.5 mm 가 시 77.5%만

큼 가했다.

그러나, straight 직경 4.3 mm 플란트 들에 는 가 어질수

가하 다. 8.5 mm에 10 mm 가 시엔 70%, 특 10 mm 에

11.5 mm 가 시엔 314% 가했다 (Fig.11).

Straight 8.5, 10 mm 플란트 들 하고는, 같 태

가진 플란트 들에 는 직경 가할수 감 했다

- 16 -

(Fig.12).

Straight 8.5, 10 mm 플란트 들에 는 직경 4.3 mm에 5.3

mm 가 시 각각 313%, 14% 가했다.

4.3 X 8.5 mm 플란트 하고, 같 직경과 , tapered

straight 보다 낮았다 (Fig.13).

한편, 시 하 시 플란트-골 계 변 거리는, tapered 4.3 X

11.5 mm 다 보다 값 보 tapered 5.3 X 11.5

mm 다 보다 낮 값 보 다 (Table III).

Tapered 직경 4.3 mm 플란트 들 하고는, 같 직경과 같

태 가진 플란트 들에 는 가 가 시에 변 거리가 감 했다.

Tapered 11.5 mm 플란트 들 하고는 같 태

가진 플란트 들에 는 직경 감 할수 변 거리가 감 했다.

4.3 X 10 mm, 4.3 X 11.5 mm 플란트 하고, 같 직경과 ,

tapered straight 보다 변 거리가 낮았다 (Table III).

- 17 -

a)

4.3 X 8. 5 4.3 X 10 4.3 X 11.5

b)

4.3 X 8. 5 4.3 X 10 4.3 X 11.5

Fig.9. The distribution of cortical & trabecular bone stresses around a)

tapered, b) straight 4.3 X 8.5, 4.3 X 10 and 4.3 X 11.5 mm immediately

loaded (contact) implants.

- 18 -

a)

5.3 X 8.5 5.3 X 10 5.3 X 11.5

b)

5.3 X 8.5 5.3 X 10 5.3 X 11.5

Fig.10. The distribution of cortical & trabecular bone stresses around

a) tapered, b) straight 5.3 x 8.5, 5.3 X 10 and 5.3 x 11.5 mm immediately

loaded (contact) implants.

- 19 -

a) b)

Fig.11. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among three

implant length (8, 10, 11.5 mm) of diameter 4.3 mm and 5.3 mm immediately

loaded (contact) a) tapered and b) straight implants.

a) b)

Fig.12. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among two

implant diameter (4.3, 5.3 mm) of length 8.5 mm, 10 mm, and 11.5 mm

immediately loaded (contact) a) tapered and b) straight implants.

0

20

40

60

80

100

120

8.5 10 11.5

Implant length

EQ

V(M

Pa)

4.3

5.3

0

20

40

60

80

100

120

8.5 10 11.5

Implant lengthEQ

V(M

Pa)

4.3

5.3

0

20

40

60

80

100

120

4.3 5.3

Implant Diameter

EQ

V(M

Pa)

8.5

10

11.5

0

20

40

60

80

100

120

4.3 5.3

Implant Diameter

EQ

V(M

Pa)

8.5

10

11.5

- 20 -

0

20

40

60

80

100

120

Tapered Straight

Implant Designs

EQ

V(M

Pa)

8.5

10

11.5

a) b)

Fig. 13. The maximum von-Mises stress (EQV) of the bone among two implant

body designs (tapered, straight form) of length 8.5mm, 10mm, and 11.5mm

immediately loaded (contact) a) diameter 4.3mm and b) 5.3mm implants.

Table III. The maximum sliding distance of model of contact implant-bone

interfaces.

Interface Implant body

Design

Implant

Diameter (mm)

Implant

Length (mm)

Maximal sliding distance

(μm)

Contact Tapered 4.3 8.5 0.1169

10 0.1646

11.5 3.381

5.3 8.5 0.3015

10 0.2316

11.5 0.09873

Straight 4.3 8.5 0.2854

10 0.1084

11.5 0.1079

5.3 8.5 0.3266

10 0.3137

11.5 0.1205

0

20

40

60

80

100

120

Tapered Straight

Implant Designs

EQ

V(M

Pa)

8.5

10

11.5

- 21 -

IV. 고찰

지연 하에 는 연 결과 같 , 본 연 에 도 하 시 주

플란트 경 피질골에 집 어 포했다. 38

그러나, 지연 하 시 비 해 시 하에 는 피질골 뿐만 아니라,

플란트-골 계 라 플란트 근단 지 해 골에도 하게 포했다.

또한, 도 시 하에 게 나타났다. 것 실험 결과들 28,

39 과 치한다.

같 지연 하에 비해 골 생하는 시 하 공

해 는 한 플란트 택 통하여 골 는 것 필 할

것 다. 라 본 연 는 시 하 시술 한 한 플란트 택에 도움

주 해, 시 하 상 에 골 포에 한 플란트 향

한 하여 연 했다.

시 하 시 플란트-골 계 플란트 식립 시 골 직

플란트 과 하여, ‘ 차 골 ’ 루 , 시간 지남에 라

골 직 리 링 어, 도 새 운 골 체 어, ‘ 차 골 ’

어난다. 40

Berglundh 등 41

에 하 개에 플란트 식립 후 시간 후

ground section 보 , 플란트가 골과 하게 하고 , 에 빈

wound chamber 는 아 직과 병 루어 다.

시 하 시 플란트-골 계 과 한 재 하

어 우므 , 러한 식립 같 특 한 순간 재 하여, 프란트 골

사 에 변 허락하는 마찰 계 재 하 했다. 차 골

- 22 -

어나 는 지연 하 시 비슷한 상 에 문 다.

골- 플란트 물리 마찰 없는 , 마찰 등 ,

가 간단한 마찰 없는 고, 마찰 복 한 재 하 ,

비가역 , 경 - 다. 42 런 마찰 계 하는

과에 달해 , 치과 플란트에도 동 하게 다. 마찰

운동 Elastic Coulomb 마찰 링 , 42 과 골 마찰 계수는

0.1-0.5 사 에 재한다. 35

본 실험에 는 시 하 상 재 하 한 플란트-골 계 간 마찰

계수 플란트 실 값 아닌, 연 들 35,36 에 사 한 값

하여, 마찰 재 했다. 0.3과 1사 에 마찰 계수가

가하 라도, 골 감 시키지는 않는다는 실험 결과가 었다. 27, 28

지연 하에 같 태 직경 가진 플란트 변 에

등가 변 보 , tapered 직경 4.3 mm 플란트

10 mm에 11.5 mm 가 시 다 가하는 양상 보

것 하고는, 같 직경과 태 가 어질수

감 했다.

것 플란트 가 어질수 골 감 한다는 연 결과들과

치한다. 13, 22 플란트 가 는 고 과 플란트-골

늘 므 미가 다. 38

지연 하에 직경에 해 향 살펴보 , 같 태 가진

플란트 들에 는 직경 커지 감 했다. 것 연

결과들 24, 25 과 치하는 결과 , 플란트는 가 골

- 23 -

문에 사한 가진 플란트보다 큰 골

가지므 , 38 가 루어진다. 43또한, 플란트에 가해지는

합 하 치 에 가해지 , 치 골 실 어나는

곳 므 , 고 과 크에 한 가 얻어 다 직경 보다

하다. 38

태에 해 는, Mailat, 43 Siegele and Soltesz, 44 Patra 등 45 연

결과들과 같 지연 하에 같 직경 가진 플란트 들에 는

tapered 플란트가 straight 플란트보다 았다.

Tapered 플란트는 같 , 비, 나 수 평행 나사 플란트에

비해 , 특징 고 감 시킬 수 다. 21

한편, 시 하에 재 지 문들 고찰해보 , 직경 4 mm 상,

10 mm 상 tapered 나사 나 플란트 천하고 다. 7, 8, 46

시 하 시 , 직경, 태에 등가 과 변 변

해 보았다.

Straight 직경 4.3 mm 플란트 들 하고는, 같 직경과 같

태 가 8.5 mm에 10 mm 가 시에는 감 하나,

10 mm에 11.5 mm 가 시에는 가했 , 가 10 mm

, 가 낮 골 보 다.

실험 결과들 13, 26, 28 가 어질수 골 감 한다고

보고했 므 , 실험 결과 는 다 다.

상 연 에 Schnitman 등 47 가 10 mm 보다 짧 경우 시 하

플란트에 50% 실 보 다고 했다. 또 많 문들 48-50에 시

- 24 -

하에 는 10 mm 상 플란트 식립할 것 천하고 다.

그러나, straight 직경 4.3 mm 플란트 들에 는 가 어질수

가하 다. Straight 직경 4.3 mm 플란트에 는

가시키는 것 감 에 도움 주지 않았다.

직경에 한 결과 보 , straight 8.5, 10 mm 플란트 들

하고는, 같 태 가진 플란트 들에 는 직경

가할수 감 했다. 것 지연 하시 실험 결과 치하는

습 보여주 , 다 시 하 상 한 실험에 결과 도

치한다. 26, 28

O¨stman 51 플란트는 측과 개측 치 골에 쉽게 삽 어

골- 크게 한다고 했다. 그 다 연 에 도 narrow/regular

플란트에 비해 wide 플란트가 공진 주 수 에 플란트

안 보 다. 또한, 단 치 수복물 지지하는 wide body 플란트

시 하 에 한 공 연 결과들 었다. 52-54

그러나, straight 8.5, 10 mm 플란트 들에 는 직경 4.3

mm에 5.3 mm 가 시, 가했다. 것 5mm보다 큰

직경 플란트는 골에 큰 보여주므 , 시 하 프 에

택해 는 안 다고 주 한 Georgiopoulas 등 13 결과 치한다.

Degidi 등 55 는 상 연 결과 직경 5.25 mm 는 플란트는 시 하

시 험 가한다고 하 다.

지연 하 달리 시 하에 는 직경 가할 드시

감 하는 것 아니었다.

- 25 -

태에 는 4.3 X 8.5 mm 플란트 하고, tapered

플란트가 straight 플란트보다 값 낮게 나타남 , 지연

하 가 습 보여주었다.

플란트 태는 지연 하에 도 한 지만, 시 하에

특별한 가진다. 그 는 시 하에 는 플란트 식립하 마

안 얻어야 하 , 합 에 골 플란트 철

라거나, 에 착할 시간 없 문 다. 21

Huang 등 23 tapered 플란트는 square straight 에 비해

피질골에 시 망상골 많 동시 피질골과

망상골에 감 시킨다고 했다. Tapered 플란트 나 가

는 골- 플란트 게 가시 런 생역학 과에

여했 수도 다.

피질골 에 집 어 는 지연 하에 비해, 시 하에 는

피질골뿐만 아니라 해 골에도 하게 포하 , 골

므 , 러한 tapered 플란트가 straight 플란트보다 낮

값 보 수 것 다.

시 하에 는 tapered 플란트가 straight 보다 천 다는 연

결과들 다. 8, 21, 56, 57

O¨ stman 등 58

과 Glauser 등 59

드러운 골질

가진 에 tapered 플란트 시 하 시술시 생

했다. Tapered 플란트 공 골질, 수술 과 계 , taper

각과 나 에 라 다양한 결과 가 수 다.

한편, 시 하에 플란트 , 직경, 태 , 과 변

- 26 -

거리에 한 향 치하지는 않았지만, tapered 4.3 X 11.5 mm

플란트는, tapered 플란트 에 , 변 거리도 과 같

가 값 보 다. 그러나, 든 에 변 거리는, 시 하에

허 는 미 동 도 50 μm 하 값 나타냄 , 골 해하지

않는 것 보 다.

게 지연 하에 는 , 직경, 태들 변 에 에

한 향 비 규칙 양상 보 나, 시 하에 는 들 향

다양하게 나타나는 습 보여주었다. 지연 하에 들 에

한 향과 치하지 않 수 다는 것 보여주었다.

본 실험에 는 한 에 해 변수들에 에 한 향

경향만 살펴보았다. 라 , 앞 변수들 에 한 향과

변수들간 향 하 한 통계 결과 처리가 가능한 실험 다.

시 하 공에는 여러 가지 들 복합 향 끼치 문에,

감 가 플란트 공 과 드시 치하지 않 수도 다. 라 ,

근거가 만한 상 연 가 같 동 어야 할 것 다.

그 에 실험 건에 본 연 는 합 110N 크 , 수직 하만

재 해 , 에 하 가했다. Morneburg Proshchel 37 등 단

플란트 평균 합 치 에 129N 도라고 했 , 그 연

61 에 도 플란트 지지 보철물에 112.9N 도라고 했 므 , 에 근거해

합 크 재 했다. 그리고, 사 향 나 측 시

가할 뿐만 아니라, 태도 단 같 골에 험한 태 뀌어,

골 실 나 골재 에 상 가 므 , 지연 하에 뿐만 아니라, 한

- 27 -

골 착 루어지지 않 건 가진 시 하에 는 욱 지 않아야

한다. 38 또한, 지연 하 상 에 같 하 가하는 많 실험

하여, 미 같 결과들 얻었다. 라 , 본 실험에 는 수직 향

들 재 하지 않았다. 그러나, 하 에 비해 동 하 에

플란트-골 계 에 결과 보여 다는 연 결과 60도

, 실 강 내 상 과 치하므 , 시 하 동 하 에

한 에 해 도 연 해 볼 필 가 것 다.

- 28 -

V. 결

한 해, 플란트 시 하 상 재 해 플란트

주 골 포에 한 플란트 향 연 한 결과는 다 과

같다.

1. 지연 하 비 해 시 하에 는 피질골 뿐만 아니라, 플란트-

골 계 라 플란트 근단 지 해 골에도 하게 포하 , 등가

도 게 나타났다.

2. 지연 하에 는, tapered 직경 4.3 mm 플란트 10 mm 에

11.5 mm 가 가 시 다 가하는 양상 보 것

하고는, 플란트 가 어질수 감 했다. 또한 플란트

직경 커지 감 했 , tapered 플란트가 straight

플란트보다 았다.

3. 시 하에 , tapered 플란트는 가 8.5 mm 에 10 mm 가

시에는 감 하나, 10 mm 에 11.5 mm 가 시에는

가했 , 직경 가할수 감 했다. 태에 는 4.3 X 8.5

mm 플란트 하고, tapered 플란트가 straight

플란트보다 낮게 나타났다. 시 하 시 플란트-골 계

변 거리는 허 는 미 동 도 50 μm 하 값 나타냄 ,

골 해하지 않는 것 보 다.

- 29 -

4. 지연 하에 는 , 직경, 태들 변 에 에 한

향 비 규칙 양상 보 나, 시 하에 는 들 향

다양하게 나타나는 습 보여주었다. 지연 하에 변수들 향과

치하지 않 수 다는 것 보여주었다.

- 30 -

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Abstract

The effect of implant designs on stress distribution

of the bone around immediate loading implants

: A 3-dimensional finite element analysis

Jung Yoon Bae

Department of Dentistry

The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Chong Hyun Han)

Until recently, the healing period from dental implant placement to the

prosthesis delivery has become shorter and even immediate loading procedure

become popular. Implant primary stability is the most important clinical factor

influencing success of immediate loading. The surface area of implant support

may be increased by modifications in implant designs, so the stress in the

bone be decreased. But, the effect of implant designs in immediately loaded

implants has recently been investigated and will affect different compared to

in delayed loaded implants. The purpose of this study was to investigate the

effect of implant designs on stress distribution of the bone around immediate

loading implants by a 3-dimensional finite element analysis and to help to

select proper implant for immediate loading treatment.

- 40 -

A 3-dimensional model of a single implant supported crown substituting a

lower first premolar was simulated. The von-Mises stresses of the bone

around different implant length (8, 10, 11.5 mm), diameter (4.3, 5.3 mm) and

body design (tapered, straight) with delayed loaded and immediately loaded

condition were analyzed.

The results were as followings;

1. Compared to the delayed loaded implants, in immediately loaded implants,

the stresses were widely distributed in trabecular bone to the implant apex

along implant-bone interfaces as well as in cortical bone surrounding the

implant neck and the maximum von-Mises stresses were higher.

2. For the delayed loaded implants, except that increasing implant length from

10 mm to 11.5 mm resulted in the maximum stress increasing, in diameter 4.3

mm tapered implants, increasing implant length resulted in the maximum

stress reduction. And increasing implant diameter decreased the maximum

stress, tapered implants showed higher maximum stresses than straight

implants.

3. For the immediately loaded implants, increasing implant length from 8.5 mm

to 10 mm resulted in the maximum stress reduction, but increasing implant

length from 10 mm to 11.5 mm resulted in the maximum stress increasing and

increasing implant diameter resulted in the maximum stress reduction in

tapered implants. Except for 4.3 X 8.5 mm implant, tapered implants showed

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lower maximum stresses than straight implants. The maximum sliding distance

of model of contact implant-bone interfaces was less than accepted

micromotion value (50 μm), so did not disturb osseointegration.

4. For the delayed loaded implants, the effects of the implant length, diameter,

and body design on maximum stresses showed relatively regular appearance, but

the effect of implant designs in immediately loaded implants showed various

appearances, in other words, did not accord in delayed loaded implant

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Key word : immediate loading, finite element analysis, dental implant, length,

diameter, design, stress