Latar Belakang: Implan gigi sebagai alternatif perawatan kehilangan gigi dapat mengalami kegagalan akibat distribusi stress yang berlebihan. Desain implan berupa implant thread depth menjadi bagian penting dari struktur implan yang dapat mempengaruhi distribusi stress. Adapun arah pembebanan dan tulang dengan densitas rendah merupakan faktor lain yang dapat mempengaruhi distribusi stress. Tujuan: Untuk mengetahui gambaran distribusi stress pada single implant dengan variasi ukuran thread depth dan arah pembebanan di tulang densitas rendah. Metode: Penelitian ini adalah penelitian observasional deskriptif. Model 3D regio posterior tulang maksila dan tiga implan dengan komponen implan berupa panjang 10 mm, diameter 4,1 mm, thread pitch 0,8 mm, thread shape berupa V-thread dan kedalaman thread depth yang terbagi menjadi 0,25 mm; 0,35mm; dan 0,45mm dibuat dengan modeling software dan disusun menjadi solid model. Dilakukan simulasi pemberian beban preload 200 N arah axial pada screw dan dilanjutkan dengan pemberian beban mastikasi sebesar 100 N arah axial dan oblique pada molar pertama. Dilakukan analisis dengan metode finite element untuk mengetahui distribusi stress berupa von Mises stress pada komponen implan dan tulang. Hasil : Nilai von Mises stress maksimum tertinggi pada pembebanan axial (abutment = 222,63 MPa, implant body = 179,68 MPa, dan screw = 154,97 MPa), pada pembebanan oblique (abutment = 1086,9 MPa, implant body = 852,46 MPa, dan screw = 628,56 MPa). Pada tulang alveolar, nilai von Mises stress maksimum dengan pembebanan axial pada masing-masing thread depth (0,25 mm = 29,421 MPa; 0,35 mm = 30,201 MPa; 0,45 mm = 31,091 MPa), dan dengan pembebanan oblique pada masing-masing thread depth (0,25 mm = 74,103 MPa; 0,35 mm = 75,102 MPa; 0,45 mm = 76,557 MPa). Kesimpulan : Hasil metode finite element menunjukkan bahwa pada pembebanan axial, abutment mengalami peningkatan stress seiring peningkatan thread depth. Pada pembebanan oblique seluruh komponen implan mengalami peningkatan stress seiring peningkatan thread depth. Nilai von Mises stress terbesar pada tulang ditemukan pada thread depth 0,45 mm dengan pembebanan oblique.
Background: Dental implants as an alternative treatment for tooth loss can fail due to excessive stress distribution. Implant design in the form of implant thread depth is an important part of the implant structure that can affect stress distribution. The direction of loading and low-density bone are other factors that can affect stress distribution. Objective: To determine the overview of stress distribution of a single implant with varying thread depth in low-density bone. Methods: This study was a descriptive observational study. A 3D model of the posterior region of the maxillary bone and three implants with implant components of 10 mm length, 4 mm diameter, 0.8 mm thread pitch, V-thread thread shape, and thread depth divided into 0.25 mm; 0.35mm; and 0.45mm were created with modeling software and compiled into a solid model. Simulation of 200 N axial preload was applied to the screw and followed by 100 N axial and oblique mastication load on the first molar. Finite element method analysis was performed to determine the stress distribution in the form of von Mises stress on the implant and bone components. Results: The highest maximum von Mises stress values under axial loading (abutment = 222.63 MPa, implant body = 179.68 MPa, and screw = 154.97 MPa), under oblique loading (abutment = 1086.9 MPa, implant body = 852.46 MPa, and screw = 628.56 MPa). In alveolar bone, the maximum von Mises stress value with axial loading at each thread depth (0.25 mm = 29.421 MPa; 0.35 mm = 30.201 MPa; 0.45 mm = 31.091 MPa), and with oblique loading at each thread depth (0.25 mm = 74.103 MPa; 0.35 mm = 75.102 MPa; 0.45 mm = 76.557 MPa). Conclusion: The results of the finite element analysis showed that in axial loading, the abutment experienced increased stress as thread depth increased. In oblique loading, all implant components experienced increased stress as thread depth increased. The largest von Mises stress value in the bone was found at a thread depth of 0.45 mm with oblique loading.
"
Studi ini bertujuan untuk mengembangkan produk implant tulang belakang mono-aksial pedicle screw. Prototipe implan yang terdiri dari beberapa variasi desain geometri telah didesain dan difabrikasi menggunakan metode machining. Variasi prototipe terdiri dari 3 ukuran depth thread yang berbeda, 3 ukuran pitch yang berbeda, dan 2 variasi conical. Setelah dilakukan evaluasi geometri 2 dari 7 variasi prototipe implan pedicle screw tidak sesuai dengan bentuk desainnya, dan untuk 5 variasi lainnya memiliki penyimpangan <5% dari ukuran dimensi desain. Prototipe tersebut diuji dengan pengujian pull out, torsi, dan bending untuk mengetahui performanya. Hasil pengujian pull out tertinggi dihasilkan oleh variasi pitch dengan ukuran pitch 2,1 mm dengan nilai 1658, 25 N. Untuk nilai pull out tertinggi pada variasi depth thread dimiliki oleh ukuran depth thread 0,9 mm dengan nilai 1563,5 N. Sedangkan untuk nilai torsi terendah dihasilkan oleh variasi pitch pada ukuran 2,1 mm sebesar 0,15 Nm, dan untuk untuk variasi depth thread pada ukuran 0,9 mm sebesar 0,59 Nm. Untuk pengujian bending dilakukan pada 1 variasi pedicle screw dengan beban nilai terbesar 707 N. Setelah dilakukan beberapa pengujian pada ke-7 variasi didapatkan bahwa faktor geometri desain pedicle screw dapat mempengaruhi secara signifikan maupun tidak signifikan.
The aim of this study is to develop a mono-axial pedicle screw for spinal implants. The implant prototype, which had varied geometries and designs, was produced through machining. The variation in the prototypes consisted of 3 different thread depths, 3 different pitch lengths, and 2 different conical geometries. After evaluations were made on the prototypes, 2 of the 7 variant prototypes did not match its original design geometry and dimensions. Meanwhile, the other 5 prototypes had a <5% measurement deviation compared to its original design. The prototypes were all tested for its pull out, torsion, and bending capabilities to compare their performances. The highest measurement in the pull out test, in terms of pitch, was made by the prototype with the 2.1 mm pitch which resulted in a 1658.25 N measurement. In terms of the thread depth, the highest measurement in the pull out test was made by the prototype with the 0.9 mm thread depth which resulted in a 1563.5 N measurement. For the torsion test, in terms of pitch, the least torsion was made by the prototype with the 2.1 mm pitch resulting in a 1.5 Nm in torsion. As for the thread depth, the least torsion was done by the prototype with the 0.9 mm thread depth at 0.59 Nm in torsion. For the bending test, the highest load obtained was 707 N in one variation of the pedicle screw. Based on the results of the tests, it can be summarized that the geometric design of the pedicle screw may affect its perfomance significantly.
"