Крихели Нателла Ильинична – д.м.н., профессор, проректор, заведующая кафедрой клинической стоматологии
Москва
Krikheli Natella I. – DM Sci, prof., vice-rector, head of the Department of Clinical Dentistry
Moscow
Перетягин Павел Юрьевич – к.т.н., ведущий сотрудник лаборатории искрового плазменного спекания, заведующий лабораторией новых технологий и медицинских материалов Москва
Peretyagin Pavel Yu. – CT Sci, associate professor of the department «Highly Effective Processing Technologies», head of the Laboratory of New Technologies and Medical Materials
Moscow
Цициашвили Александр Михайлович – д.м.н., доцент, профессор кафедры пропедевтики хирургической стоматологии
Москва
Tsitsiashvili Alexander M. – MD, Associate Professor, Professor of the Department of Propaedeutics of Surgical Dentistry
Moscow
Пустовойт Елена Владиславовна – к.м.н., доцент кафедры клинической стоматологии1
Москва
Pustovoit Elena V. – CM Sci, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Clinical Dentistry
Moscow
Ноздрина Маргарита Сергеевна – ассистент кафедры клинической стоматологии
Москва
Nozdrina Margarita S. – Assistant of the Department of Clinical Dentistry
Moscow
Руднева Ольга Витальевна – заместитель начальника управления науки, ассистент кафедры клинической стоматологии
Москва
Rudneva Olga V. – Deputy Head of the Department of Science, Assistant of the Department of Clinical Dentistry
Moscow
Ходанович Николай Владимирович – инженер лаборатории новых технологий и медицинских материалов
Москва
Khodanovych Nikolay V. – engineer of the laboratory of new technologies and medical materials
Moscow
Перетягин Никита Юрьевич – инженер лаборатории новых технологий и медицинских материалов, младший научный сотрудник лаборатории искрового плазменного спекания
Москва
Peretyagin Nikita Yu. – Engineer of the Laboratory of New Technologies and Medical Materials, Junior researcher at the «Highly Effective Processing Technologies»
Moscow
Жуковская Юлия Игоревна – начальник отдела организации научных проектов и научно-практических мероприятий управления науки, аспирант кафедры клинической стоматологии
Москва
Zhukovskaya Yuliya I. – Head of the Department of Organization of scientifi projects and scientifi and Practical activities of the Department of Science, postgraduate student of the Department of Clinical Dentistry
Moscow
Можаев Александр Александрович – инженер кафедры высокоэффективных технологий и обработки
Москва
Mozhaev Aleksandr A. – Engineer, Department of High-Efficiency Technologies and Processing
Moscow
Науменко Петр Алексеевич – инженер-исследователь кафедры высокоэффективных технологий и обработки
Москва
Naumenko Petr A. – research engineer at the Department of Highly Efficiency Technologies and Processing
Moscow
Медельцев Антон Александрович2 – младший научный сотрудник кафедры высокоэффективных технологий и обработки
Москва
Medeltsev Anton A. – Junior Researcher, Department of High-Efficiency Technologies and Processing
Moscow
В данной работе представлен комплексный анализ дентальных имплантатов из оксида циркония, включающий биомеханическое моделирование и оценку перспектив их изготовления методом аддитивных технологий. Целью исследования являлось обоснование эффективности применения стереолитографии для создания циркониевых имплантатов сложной геометрии и сравнение их биомеханического поведения с титановыми аналогами. На первом этапе был выполнен конечно-элементный анализ (КЭА) в среде Ansys Mechanical. Для симуляции использовалась 3D-модель системы «коронка-абатмент-имплантат», интегрированной в кортикальную и губчатую кость (рассматриваемую как ортотропный материал). К моделям из титана и циркония прикладывалась статическая нагрузка 250 Н в пяти векторных конфигурациях. Результаты расчета эквивалентных напряжений по Мизесу показали, что циркониевые имплантаты характеризуются более высокой концентрацией напряжений в теле конструкции, однако обеспечивают меньшую передачу нагрузки на окружающую костную ткань по сравнению с титановыми, особенно при косом воздействии, что благоприятно для сохранения кости. На втором этапе была реализована технология изготовления прототипа имплантата (Straumann BLT NC 8 mm) методом послойной стереолитографии (SLA) из диоксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия. Данная технология позволила получить высокоточные, тонкостенные изделия сложного профиля без внутренних дефектов (трещин и пор) с минимальным количеством отходов. После синтеризации при 1400–1550 °С полученные образцы продемонстрировали значения предела прочности на изгиб порядка 1000 МПа и на сжатие 2070 МПа. Результаты исследования подтверждают, что сочетание высоких прочностных характеристик аддитивного циркония и благоприятного распределения нагрузкок на костную ткань открывает широкие возможности для персонифицированного применения керамических имплантатов в клинической стоматологии.
This paper presents a comprehensive analysis of zirconium oxide dental implants, including biomechanical modeling and an assessmentof the potential for additive manufacturing. The aim of the study was to validate the effectiveness of stereolithography for creating zirconiumimplants with complex geometries and compare their biomechanical behavior with their titanium counterparts. In the first stage, a finiteelement analysis (FEA) was performed in Ansys Mechanical. A 3D model of the crown-abutment-implant system integrated into cortical andcancellous bone (considered an orthotropic material) was used for the simulation. A static load of 250 N was applied to the titanium andzirconium models in five vector configurations. The results of the von Mises equivalent stress calculations showed that zirconium implants arecharacterized by a higher stress concentration within the body of the implant, but provide lower load transfer to the surrounding bone tissuecompared to titanium implants, especially under oblique impact, which is beneficial for bone preservation. In the second stage, a prototypeimplant (Straumann BLT NC 8 mm) was manufactured using layer-by-layer stereolithography (SLA) from zirconia partially stabilized with yttria.This technology allowed for the production of highly precise, thin-walled components with complex profiles, free of internal defects (cracksand pores), and with minimal waste. After sintering at 1400–1550°C, the resulting samples demonstrated flexural strengths of approximately1000 MPa and compressive strengths of 2070 MPa. The study results confirm that the combination of high strength properties of additivelybonded zirconia and favorable load distribution on bone tissue opens up broad possibilities for the personalized use of ceramic implants inclinical dentistry.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.