Компьютерное моделирование механического поведения стоматологической конструкции «скуловые кости – имплантаты – шинирующая балка - съемный зубной протез» при эксплуатационных нагрузках

Сотрудниками лаборатории механики полимерных композиционных материалов (ЛМПКМ) ИФПМ СО РАН в сотрудничестве с Томским государственным университетом и Российским университетом медицины (г. Москва) проведено исследование напряженно-деформированного состояния зубной конструкции "скуловые кости – имплантаты – шинирующая балка – съемный зубной протез" (рисунок 1) при различных условиях нагружения. Для оценки напряженно-деформированного состояния элементов конструкции и изучения эффекта перераспределения нагрузок, передаваемых от шинирующей балки к скуловым костям с помощью четырех имплантов, было проведено компьютерное трехмерное моделирование методом конечных элементов. Показано, что последовательная установка и снятие протеза вызвало одинаковые напряжения в элементах стоматологической конструкции. Учитывая принятый уровень критических напряжений, составляющий ~13 МПа, их значения могут быть превышены в скуловых костях во время обоих операций. Установлено, что эквивалентные напряжения в скуловых костях не превышали критического уровня при попеременном приложении нагрузке 50 Н на задние зубы (как моляры, так и премоляры), как при откусывании, так и при жевании. В случае линейной зависимости приложенной нагрузки и напряжений в протезе, можно констатировать, что структурная целостность протеза сохраняется до уровня нагрузки 118 Н (при типичном значении 100 Н). При приложении нагрузки под углом 90 ° эквивалентные напряжения во всех исследованных случаях ниже критического уровня; таким образом, допустимое значение увеличивается до 213 Н, но при угле приложения нагрузки 45 ° его критический уровень составляет всего 63 Н. Таким образом, эквивалентные напряжения в скуловых костях могут превышать критический уровень напряжений в 13 МПа. Сформулированы практические рекомендации и перспективы дальнейших исследований.
На рисунке показана  3D–модель стоматологической конструкции "скуловые кости–имплантаты–шинирующая балка-протез челюсти" (вид спереди;  изометрическая проекция).

Работа выполнена д.т.н. Паниным С.В. в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0010.
Результаты исследования опубликованы в журнале Dentistry Journal (H-index: 41; Q1 в категории SJR: Dentistry (miscellaneous)).
Magomedov, M.; Kozulin, A.; Arutyunov, S.; Drobyshev, A.; Dibirov, T.; Kharazyan, E.; Mustafaev, M.; Drobyshev, A.; Panin, S. Computer Simulation of the Mechanical Behavior of the ‘Zygomatic Bones–Implants–Splinting Bar–Removable Overdenture’ Dental Structure Under Operational Loads. Dent. J. 2025, 13, 393. https://doi.org/10.3390/dj13090393