Automatische Anpassung von Verbindern bei mehrgliedrigen Brücken und Finite-Elemente-Analyse

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)
Einleitung

Bei mehrgliedrigen Brücken treten trotz Befolgung der Herstellerempfehlungen häufig Brüche im Bereich der Verbinder auf. In dieser Studie wurde untersucht, wie eine automatische patientenindividuelle Anpassung dieser Verbinder mit vertretbarem Aufwand erreicht werden kann.

Ziele

Ziel der Studie ist die Entwicklung einer robusten Methodik, die eine parametrisierte Anpassung der Verbinderregion bei n-gliedrigen Brücken mittels parametrischer Modellierung ermöglicht. Dies soll eine Anpassung der Verbinder­quer­schnitts­fläche von verschiedenen Seiten ermöglichen.

Materialien & Methoden

Um die Anpassung der Verbinderquerschnittsfläche zu erreichen, wurden die Positionen der Verbinder zunächst automatisiert detektiert und anschließend die Netzknoten, die sich in der Verbindungsregion befinden, auf Basis der Gleichungen (1) und (2) angepasst. Abbildung 1(c) veranschaulicht ein Beispiel für die Verringerung der Verbinderquerschnittsfläche von der okklusalen Seite durch die Berechnung einer neuen x-Koordinate für jeden Punkt ?_?−?kk?????.

x_new(i)=x(i)-k(d_yz(i)×B(d_xy(i))).x(i) (1)

B(t)=((w-t)³×w)+(3t(w-t)²×0.9w)+(3t²(w-t)×0.1w) (2)

Es wurden verschiedene Anpassungsszenarien für eine viergliedrige Brücke generiert und die sich bei mechanischer Belastung ergebende Spannungs­verteilung mittels FEM untersucht.

Ergebnisse

Die FE-Analyse zeigte, dass eine Reduzierung des Querschnitts des Verbinders von der gingivalen Seite einen großen Einfluss auf die Zugspannung hat, während eine Reduzierung von der okklusalen Seite einen signifikanteren Einfluss auf die Druckspannung hat.

Zusammenfassung

Die angestrebte parametrisierte Anpassung der Verbinder ließ sich erfolgreich umsetzen. Der Algorithmus stellt einen der nötigen Bausteine für künftig automatisch generierte patientenindividuelle CAD-Modelle für mehrgliedrige Brücken dar.

Abbildung.1: Unterschiedliche Szenarien der Anpassung von Verbindern und Übersicht über die Methodik.