All-on-four sistem planlanan hastalarda distal implantın sonlu eleman analizi ile stres dağılımının incelenmesi
Evaluation of stress distribution on distal implant in patients with all-on-four system planned by finite element analysis
Yazar: YILDIZ ÜNÜVAR
Danışman: DOÇ. DR. AYLİN ÇALIŞ
Ege Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Ağız, Diş, Çene Hastalıkları ve Cerrahisi Ana Bilim Dalı / Ağız, Diş, Çene Hastalıkları ve Cerrahisi Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2023
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental protez-implant destekli = Dental prosthesis-implant supported ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis

Özet:
Amaç: Alt çenelerde rezorpsiyon sonucu inferior alveolar sinir ve kret tepesi arasındaki vertikal kemik yüksekliği dental implant yerleşimi için yetersiz hale gelebilmektedir. İhtiyaç duyulan bu kemik hacmini sağlamak için kemik rejenerasyon yöntemlerine, distraksiyon işlemlerine, horizontal veya vertikal augmentasyonlara, kret split ya da kret ekspansiyonu gibi ileri cerrahi işlemlere ihtiyaç duyulabilmektedir. Buna bağlı olarak tedavi süresi ve maliyetler artmaktadır. Bu tür hastalarda sabit protez kullanımına olanak sağlamak için ''All-on-four'' adı verilen teknik geliştirilmiştir. Bu teknikte interforaminal alanda anterior bölgeye vertikal yerleştirilen 2 adet implant ve posterior bölgeye 45 dereceye kadar artabilen farklı açılarda distale eğimli olarak yerleştirilen 2 adet implant kullanılmaktadır. Çalışmamızda da posteriordaki bu açılı implantların açı farkına bağlı olarak kemik, implant, abutment, diş eti ve protez üzerinde oluşan stres miktarının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Aynı zamanda standart implantlara ek olarak boyun kısmı açılı implantlar kullanılmıştır.
Yöntem: Ansys Workbench (ANSYS Inc. Houston, PA, ABD) yazılımı kullanılarak Medentika®(MEDENTiKA GmbH, Hügelsheim, Almanya)  firmasının 13 mm uzunluğunda ve 4,3 mm çapında boyun kısmı 30 derece eğimli 3B (katı) implant modeli ve 13 mm uzunluğunda 4,3 mm çapında standart 3B (katı) implant modeli hazırlanıp D2 kemik yapısına uygun olarak düzenlenmiş dişsiz mandibula modeline distale doğru 15°, 30°, 45° ve boyun kısmı açılı implant için 30°  olacak şekilde uygulanmıştır. 200 N altında maksimum ve minimum asal gerilimler, von Mises stres değerleri ve protezdeki yer değiştirme miktarı ölçülmüştür.
Bulgular: Uygulanan kuvvet sonucunda kemikteki en yüksek minimum asal stres değeri 15 ve 30 derecelik modelde(-37.7 MPa) en düşük minimum asal stres değeri boyun kısmı açılı implantta(-30.5 MPa) görülmüştür. En yüksek maksimum asal stres değeri boyun kısmı açılı implantta(8.79 MPa) en düşük maksimum asal stres değeri 45 derecelik modelde(3.82 MPa) görülmüştür. Modellere ait açılı implantların boyun bölgesinde oluşan maksimum von Mises stres değerleri sırasıyla Model 1'de 177 MPa, Model 2'de 192 MPa, Model 3'te 282 ve Model 4'te 305  MPa olarak ölçülmüş ve en düşük değerin boyun kısmı açılı implantta olduğu görülmüştür. Abutmentlar üzerindeki en düşük von Mises stres değeri de 225 MPa olarak boyun kısmı açılı implanta aittir. Birinci molar diş bölgesinde protez üzerindeki en büyük yer değiştirme miktarı sırasıyla Model-2 (0.82 mm)de  en düşük yer değiştirme miktarı Model 1'de (0.69 mm) ölçülmüştür.
Sonuç: Uygulanan fonksiyonel yükler altında çalışmamız için yapılan tüm modellerde oluşan stres değerleri implantların boyun bölgesinde yoğunlaşmıştır. Bu kuvvetlere bağlı olarak oluşabilecek kemik rezorbsiyonları ve implant kırıklarının boyun bölgesinde olması öngörülebilir. Fakat çalışmamızdaki modellerde tüm bu değerler fizyolojik sınırlardadır. Aynı zamanda boyun bölgesi açılı implantlar değerlendirildiğinde standart implant uygulamalarına göre en düşük von Mises stres değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Çalışmamızda yapılan analizler sonucu elde edilen verilerin, in vivo çalışmalar ve klinik uygulamalar ile desteklenmesinin daha etkili sonuçlar oluşturacağını öngörmekteyiz .

Abstract:
Objective: As a result of resorption in the mandibles, the vertical bone height between the inferior alveolar nerve and the crest may become inadequate for dental implant placement. Bone regeneration methods, bone distraction procedures, horizontal or vertical augmentations, crest split or bone expansions may be needed to provide this required bone volume. As a result of these procedures, treatment time and costs increase. A technique called "All-on-four" has been developed to allow the use of fixed prosthesis in such patients. In this technique, 2 implants placed vertically in the anterior region in  interforaminal area and 2 implants placed distally inclined at angles that can increase up to 45 degrees are used in the posterior region. The aim of our study is to evaluate the amount of stress caused by posterior angled implants on bone, implant, abutment, gingiva and prosthesis. Furthermore a sloped implant was used in addition to the standard implant.
Materials/Methods: Using Ansys Workbench (ANSYS Inc. Houston, PA, USA) software, a 3D (solid) implant model of Medentika®(MEDENTiKA GmbH, Hügelsheim, Germany) with a length of 13 mm and a diameter of 4.3 mm with a 30-degree sloped and a straight 3D (solid) implant model with a length of 13 mm and a diameter of 4.3 mm was prepared. In addition, it was placed to the edentulous mandible model with in the D2 bone structure at 15, 30, 45 degrees in the distal direction and 30 degrees for the sloped implant. Maximum and minimum principal stresses, von Mises stress distrubition and displacement of the prosthesis were measured by applying  200 N force.
Results: As a result of the applied force, the highest minimum principal stress value in the bone was observed in the 15 and 30 degree model(-37.7 MPa) and the lowest minimum principal stress value in the sloped implant (-30.5 MPa). The highest maximum principal stress value was observed in the sloped neck implant(8.79 MPa) and the lowest maximum principal stress value was observed in the 45 degree model(3.82 MPa). The maximum von Mises stress values in the neck region of the angled implants of the models were measured as 177 MPa in Model 1, 192 MPa in Model 2, 282 MPa in Model 3 and 305 MPa in Model 4  and the lowest value was observed in the sloped neck implant. The lowest von Mises stress value on the abutments was 225 MPa for the sloped implant. The maximum displacement on the prosthesis in the first molar region was measured in Model-2 (0.82 mm) and the minimum displacement amount was measured in Model 1 (0.69 mm).
Conclusion: The stress values that occur under the applied functional loads are concentrated in the neck region of the implants in all models. As a result, it can be predicted that bone resorption and implant fractures will occur in the neck region. However, in the models in our study, all these values are within physiological limits. Furthermore, when the sloped neck implants were evaluated, it was seen that they had the lowest von Mises stress values compared to standard implants. We predict that supporting our study with in vivo  and clinical studies will create more effective results.