Festigkeitsnachweis von Dentalimplantaten per FEM

Festigkeitsnachweise von Dentalimplantaten per FEMMit Hilfe der dentalen Implantologie werden Stützelemente aus künstlichen, körperfremden Materialien in den Kieferknochen eingebracht um die natürliche Zahnwurzel zu ersetzen und so die Grundlage für einen erforderlichen Zahnersatz zu schaffen. Auf diesen Stützen werden sogenannte Abutments montiert, welche dann den finalen Zahnersatz tragen.
Die Zahnimplante unterliegen im Laufe ihrer Einsatzdauer einer erheblichen Belastung, wobei sowohl die Festigkeit gegen selten auftretende Extremlastfälle, als auch die Widerstandsfähigkeit gegen die täglich auftretende Ermüdungsbelastung nachzuweisen ist. Die finale Implantatfestigkeit wird mit Hilfe von Tests nach den Vorgaben entsprechender Normen (z.B.: DIN EN ISO 14801 / ISO/TS 13498) ermittelt. Für den Entwicklungs- und Auslegungsprozess eines Dentalimplantats ist eine rechnergestützte Finite Elemente Analyse (FEM/FEA) ein wichtiges und effizientes Instrument. Dies gilt insbesondere auch für Optimierungsprozesse hinsichtlich der Wahl von Materialien, Materialstärken und Bauteildimensionen.

Leistungsangebot

Zu unserem Leistungsangebot im Bereich der FEM-Berechnung von Dentalimplantaten zählen die folgenden Punkte:

  • Entwicklungsbegleitende Festigkeitsberechnung und Optimierung von Dentalimplantaten mittels FEM aus Reintitan, Titanlegierungen, Hochleistungskeramiken bzw. Dentalkeramiken (z.B. ATZ / ZTA) und Hybridverbunden aus mehreren Materialien
    • Festigkeitsnachweis bzgl. Extremlasten (selten auftretende Maximallasten aus Kaubelastung auf das Zahnimplantat)
    • Ermüdungsfestigkeitsnachweis (Dauerfestigkeitsnachweis für häufig auftretende zyklische Lasten)
    • Extremlastfälle durch Torsion, verursacht durch das Eindrehen des Implantats in den Kieferknochen
  • Auslegung der Schraubenverbindungen
    • Festigkeitsnachweis unter Extrem- und Ermüdungslasten
    • Auslegung von Anziehmomenten der Schraube unter Berücksichtigung von Reibwertstreuungen
    • Spaltbildung zwischen Abutment und Implantat unter minimaler und maximaler Vorspannung der Schraube
    • Berücksichtigung der Reibeffekte in den Trennfugen bei verschiedenen Materialpaarungen im feuchten und im trockenen Zustand
  • Bewertung der Auswirkung von hohen oder sehr stark abgewinkelten Abutments

Normen und Richtlinien für die Berechnung

Die Berechnung erfolgt unter Berücksichtigung der jeweiligen Normen:

  • Extrem- und Ermüdungs-Tests nach DIN EN ISO 14801
    • Zahnheilkunde – Implantate – Dynamische Belastungsprüfung für enossale Dentalimplantate
  • Torsions-(Eindreh-)Versuche nach ISO/TS 13498
    • Zahnheilkunde – Torsionsprüfung der Verbindung zwischen Implantatkörper/Verbindungsteile von enossalen Dentalimplantatsystemen

Berechnungsberichte

Die Untersuchungen und Berechnungen dokumentieren wir in einem ausführlichen Berechnungsbericht.

Neben dem Berechnungsbericht stellen wir Ihnen unsere FE-Modelle zur Verfügung.

Auslegung, Optimierung & Nachweis von Dentalimplantaten per FEM


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Bild von Andreas Hanke

Andreas Hanke

Geschäftsführung, Dipl.-Ing.