Ortodontik tedavi amaçlı doğrudan baskı ile üretilen yeni bir aligner plağı ile farklı güncel termoplastik aligner plaklarının fiziko-mekanik özelliklerinin karşılaştırılması
Comparison of the physico-mechanical properties of A new aligner material produced by direct printing for orthodontic treatment purposes and different current thermoplastic aligner materials
Yazar: BETÜL BALLI DEMİREL
Danışman: PROF. DR. MUZAFFER GÜLYURT
Biruni Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Ortodonti Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Fiziksel özellikler = Physical properties ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Ortodonti = Orthodontics ; Termoplastik malzemeler = Thermoplastic materials ; Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer

Özet:
Bu çalışmanın amacı, ortodontik tedavi için üretilen 4 farklı termoplastik şeffaf plak materyali ile 3 boyutlu yazıcıdan direkt olarak üretimi yapılabilen yeni bir şeffaf plak materyalinin fiziksel ve mekanik özelliklerinin değerlendirilmesidir.
Çalışmada termoplastik plak materyalleri 0,76 mm (Duran, Comfort Track, Zendura) ve 1 mm (Duran, Zendura, Erkolign) kalınlıklarda üretici firmalardan temin edilmiştir. Direkt üretim plak ise aynı kalınlıkta olacak şekilde üç boyutlu yazıcıda basılmıştır. Termoplastik plak materyalleri 74mm x 66 mm x 12 mm boyutlarında uzunluk, genişlik ve yüksekliğe sahip yarı silindir model üzerine basıldı, aynı taban genişliğinde direkt üretim plak ise üç boyutlu yazıcıdan çıkartıldı. Örnekler 40 mm x 10 mm boyutlarında küçültülüp testlere hazır hale getirildi. Termoform edildikten sonra numunelerdeki kalınlık değişimleri dijital bir mikrometre  yardımıyla değerlendirildi. Ardından numune ağırlıkları dijital bir ağırlık ölçer ile hesaplandı. Kalınlık ve ağırlık ölçümleri numuneler termal siklus prosedürü ve 37°C' lik yapay tükrükte 14 gün süreyle bekletildikten sonra tekrarlandı. Numunelerim son ağırlıkları durulanma sonrası da ölçüldü ve su absorbsiyonları ile suda çözünürlük miktarları hesaplandı. Termal siklus öncesi ve sonrası olacak şekilde aynı numunelerin transparanlığı UV/VIS spektrofotometresi ile hesaplandı. Universal bir test cihazı ile çekme ve üç nokta bükülme testleri yapılarak plakların termal siklus öncesi ve sonrası bükülme mukavemeti, esneklik modülü ve sertlik değerleri karşılaştırıldı. Veriler wilcoxon sign-ranked ve kruskal-wallis testleri ile analiz edildi (p <0.05).
0,76 mm kalınlığındaki Duran materyali ve 1mm kalınlığındaki Zendura materyalinin en fazla su emilimi gösterdiği görülmüştür. Üç boyutlu yazıcıda üretilen (Graphy)  şeffaf plak materyali termal siklus öncesi ve sonrası 0,76 mm kalınlığındaki grupta en düşük transparanlığı gösterdi.1 mm'lik grupta hem Graphy materyali (termal siklus öncesi) hem de Erkolign (termal siklus öncesi ve sonrası) en düşük transparanlığı gösteren materyal grupları olmuştur. Tüm plaklarda baskı işlemi sonrası plak kalınlıklarının anlamlı bir şekilde düştüğü görülmüştür. 0,76 mm kalınlıktaki plaklar arasında sertlik (stiffness) değerinde  termal siklus sonrası anlamlı artış görülen materyal Duran olmuştur. Bükülme mukavemeti verilerinde 0,76 mm kalınlığındaki plaklarda Comfort Track materyalinin diğer gruplara göre en düşük bükülme mukavemeti gösterdiği bulunurken, 1mm kalınlığındaki plaklarda Erkolign materyalinin en düşük bükülme mukavemeti gösterdiği görülmüştür. Elastisite modülü verilerinde 0,76 mm kalınlığındaki plaklar için Comfort Track materyalinin en düşük elastisite modülü değerine sahip olduğu bulunmuştur. 1mm kalınlıktaki gruplar için yapılan termal siklus öncesi gruplar arası karşılaştırmada Erkolign materyalinin elastisite modülü anlamlı ölçüde düşük bulunmuştur.

Abstract:
The aim of this study is to evaluate the physical and mechanical properties of 4 different thermoplastic clear aligner materials produced for orthodontic treatment and a new clear aligner material that can be produced directly from a 3D printer.
In the study, thermoplastic plate materials were obtained from manufacturers in thicknesses of 0.76 mm (Duran, Comfort Track, Zendura) and 1 mm (Duran, Zendura, Erkolign). The direct production plate, on the other hand, was printed on a three-dimensional printer with the same thickness. Thermoplastic plate materials were printed on a semi-cylindrical model with a length, width and height of 74mm x 66mm x 12mm, while a direct production plate with the same base width was 3D printed. The samples were reduced in size of 40 mm x 10 mm and made ready for the tests. After thermoforming, the thickness changes in the samples were evaluated with the help of a digital micrometer. Sample weights were then calculated with a digital weight meter. Thickness and weight measurements were repeated after the samples were kept in the thermal cycle procedure and artificial saliva at 37°C for 14 days. The final weights of my samples were also measured after rinsing, and their water absorption and water solubility were calculated. Transparency of the same samples before and after thermal cycle was calculated with UV/VIS spectrophotometer. Tensile and three-point bending tests were performed with a universal test device, and the bending strength, elasticity modulus and hardness values of the plates were compared before and after the thermal cycle. Data were analyzed with the Wilcoxon sign-ranked and Kruskal-Wallis tests (p <0.05).
It was observed that 0.76 mm thick Duran material and 1 mm thick Zendura material showed the most water absorption. Transparent plate material produced in a three-dimensional printer (Graphy) showed the lowest transparency in the 0.76 mm thick group before and after the thermal cycle. There were groups of materials with low transparency. It was observed that the plate thicknesses of all plates decreased significantly after the printing process. Duran was the material with a significant increase in the stiffness value after the thermal cycle among the 0.76 mm thick plates. In the bending strength data, it was found that Comfort Track material showed the lowest bending strength in 0.76 mm thick plates compared to other groups, while Erkolign material showed the lowest bending strength in 1mm thick plates. In the modulus of elasticity data, it was found that Comfort Track material had the lowest modulus of elasticity for slabs with a thickness of 0.76 mm. The elastic modulus of Erkolign material was found to be significantly lower in the comparison between groups before the thermal cycle for the groups with 1mm thickness.