بررسی پایداری اولیه ایمپلنت دندانی در بارگذاری-باربرداری فشاری دوره ای و ارزیابی آسیب ایجاد شده در استخوان اطراف ایمپلنت با استفاده از تصاویر میکروسیتی به روش همبستگی حجمی دیجیتال: مطالعه برون‌تنی و مدل‌سازی میکرو المان محدود

خلاصه ضرورت اجرای طرح

تاکنون رفتار دقیق ایمپلنت دندانی در بستر استخوان به خوبی درک نشده است و تحقیقات انجام شده در این زمینه بسیار محدود بوده است. فرضیه تحقیق حاضر این است که میزان آسیب استخوان اطراف ایمپلنت دندانی به بارهای مجموعه ی استخوان-ایمپلنت به طور عکس با پایداری اولیه متناسب است، چرا که پایداری اولیه، وابسته است به آسیب استخوان اطراف ایمپلنت، که همان کرنش پلاستیک به وجود آمده در اثر بارگذاری در بستر استخوانی که آن را احاطه کرده است. اینکه باری که به ایمپلنت دندانی وارد می شود، سبب چه پاسخ مکانیکی و چه میزان آسیب در استخوان می شود نیز برای درک بهتر رفتار سازه استخوان-ایمپلنت ضروری است که تا به امروز پاسخی برای آن داده نشده است.
از مدل ارائه شده می توان در مطالعه پایداری اولیه سازه ایمپلنت-استخوان در بارگذاری-باربرداری فشاری استفاده کرد. بدین شکل که مدل میکروالمان محدود ارائه شده قابلیت نشان دادن پاسخ کلی سازه ایمپلنت-استخوان را برحسب سفتی اولیه، بار نهایی و میزان آسیب، و به عبارتی دیگر می توان روند وامانده شدن سازه ایمپلنت-استخوان را پیش بینی کند. این موضوع میتواند از نظر زمان و هزینه لازم برای انجام آزمون های برون تنی بسیار به صرفه باشد. از طرفی دیگر میتوان با بررسی چگونگی تعامل رزوه و تیغه¬های استخوان اطراف آن، به درک عمیق تری از اثر طراحی ایمپلنت بر پایداری رسید. این موضوع میتوان منجر به توسعه طراحی های جدید ایمپلنت و یا بررسی طراحی های ایمپلنت های موجود با رویکرد افزایش پایداری اولیه شده و درنهایت سبب کاهش زمان درمان و راحتی بیماران شود.
این پژوهش در ادامه یک پروژه تحقیقاتی پایان نامه کارشناسی ارشد است که پیشتر به صورت یک مقاله کنفرانسی (۱) ارائه شده است. در پژوهش حال حاضر تلاش بر این است که برخی محدودیت های مطالعه قبل جبران شود. این محدودیت ها عبارت اند از:
۱) استفاده از یک نمونه استخوان-ایمپلنت
۲) پایین بودن کیفت تصاویر میکروسیتی و نویز بیش از حد در تصاویر
۳) عدم محاسبه خطای پارامتر کرنش پلاستیک بدست آمده از آنالیز همبستگی حجمی دیجیتال به علت زیاد بودن نویز تصاویر میکروسیتی
در راستای افزایش اعتماد پذیری هر چه بیشتر نتایج بدست آمده، لازم است تا از نمونه های بیشتری استفاده شود تا نتیجه بدست آمده قابل استناد باشد. بدین منظور در این پژوهش از چهار نمونه استخوان-ایمپلنت استفاده خواهد شد.
در مطالعه گذشته از تصاویر میکروسیتی با رزولوشن ۴۰ میکرومتر استفاده شد. در نهایت مشاهده شد که این رزولوشن دقت کافی برای محاسبه آسیب های ایجاد شده در استخوان اطراف ایمپلنت را ندارد. همچنین دستگاه میکروسی¬تی استفاده شده در پژوهش پیشین، فاقد فیلتر آلومینیومی برای کاهش نویز تصاویر، به خصوص در استخوان اطراف ایمپلنت بوده است. این امر سبب از دست رفتن اطلاعات ساختاری استخوان اطراف ایمپلنت می¬شود. در پژوهش حاضر از دستگاه میکروسی¬تی دیگری با رزولوشن ۱۵ میکرومتر (رزولوشن مطالعه پیشین ۴۰ میکرومتر بوده است) و دارای فیلتر آلومینیومی استفاده شده است که کاستی های دستگاه پیشین را مرتفع نموده است. کاهش نویز تصاویر اثر مستقیمی در دقت نتایج بدست آمده از روش همبستگی حجمی دیجیتال برای محاسبه کرنش پلاستیک (آسیب) دارد.
بخش جدید دیگر این پژوهش نسبت به مطالعه پیشین، توسعه و اعتبار سنجی یک مدل میکرو المان محدود به منظور شبیه سازی نرم افزاری رفتار ایمپلنت در استخوان است؛ این موضوع سبب کاهش هزینه و صرفه جویی در زمانی نسبت به پروسه آزمایشگاهی شده و همچنین منتج به ایجاد مدلی قابل اعتماد و تکرار پذیر می شود.