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Finite element analysis of different carbon fiber reinforced polyetheretherketone dental implants in implant-supported fixed denture - 18/09/24

Doi : 10.1016/j.jormas.2024.101902 
Zhe Zhou a , Ruining Shi a , Junqi Wang a , Xiao Han a , Weijia Gao a , Junjie Jiao a , Yuanzheng Qi a , Yongli Li a , Yanmin Zhou a, b , Jinghui Zhao a, b,
a Hospital of Stomatology, Jilin University, Changchun, 130021, China 
b Jilin Province Key Laboratory of Tooth Development and Bone Remodeling, Changchun, 130021, China 

Correspondence author

Abstract

Objectives

The purpose of this study is to determine the feasibility of polyetheretherketone-based dental implants, and analyze the stress and strain around different kinds of dental implants by finite element analysis.

Methods

The radiographic data was disposed to models in Mimics 19.0. 3D models of implants, crowns and jawbones were established and combined in SolidWorks 2018. Appling axial and oblique loads of 100 N, cloud pictures were exported in Ansys Workbench 18.0 to calculate and analyze the stress and strain in and around different implants.

Results

Oblique load tended to deliver more stress to bone tissue than axial load. The uniformity of stress distribution was the best for 30% short carbon fiber reinforced polyetheretherketone implants at axial and buccolingual directions. Stress shielding phenomenon occurred at the neck of 60% continuous carbon fiber reinforced polyetheretherketone and titanium implants. Stress concentration appeared in PEEK implants and the load of bone tissue would aggravate.

Conclusions

30% short carbon fiber reinforced polyetheretherketone implants demonstrate a more uniform stress distribution in bone-implant contact and surrounding bone than titanium. Stress shielding and stress concentration may be avoided in bone-implant interface and bone tissue. Bone disuse-atrophy may be inhibited in PEEK-based implants.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Dental implants, Finite element analysis, Stress distribution, Continuous carbon fiber reinforced polyetheretherketone, Short carbon fiber reinforced polyetheretherketone


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Vol 125 - N° 5S1

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