İmplant destekli bar tutucularda bar kalınlığının optimizasyonu
Optimization of bar thickness in implant supported bar retainers
Yazar: MEHMET FATİH GÜVEN
Danışman: PROF. DR. SERHAN AKMAN
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental aygıtlar = Dental instruments ; Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Dental protez-implant destekli = Dental prosthesis-implant supported ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Kobalt = Cobalt ; Krom = Chromium ; Protetik diş tedavisi = Prosthetic dental treatment

Özet:
İmplant destekli hareketli protezler tam dişsiz hastaların tedavi edilmesinde en etkin tedavi seçeneklerinden biridir. Etkinliklerinin yanı sıra tasarlanmalarının ve üretilmelerinin kolay olması, daha ekonomik olması ve tedavi başarısının daha yüksek olması sayesinde kısa sürede popüler hale gelmişlerdir. Bu protezlerde farklı avantaj ve dezavantajlara sahip farklı tutucu tipleri kullanılmaktadır. Bar tutucular, diğer tutucu sistemlerinden retansiyon ve stabilitelerinin daha yüksek olması gibi avantajları ile ayrılmaktadırlar. Fakat bu sistemde de oral hijyen sağlanabilmesi ve barın yeterli direnci sağlayabilecek kalınlıkta olması için gerekli arklar arası mesafenin diğer sistemlere göre fazla olması gibi dezavantajlar vardır. Çalışmamızın amacı bar tutucu sistemlerin bahsedilen dezavantajlarının ortadan kaldırılmasıdır. Bu amaç için barların geometrileri ve kalınlıkları implantlar arasındaki mesafeye göre optimize edildi.
Çalışmamızda yaygın olarak kullanılmakta olan MP-Clip® Bar tasarımı optimize edildi. Bu amaç için, barın kesiti ve tasarımı aynı kalacak şekilde implantlar arasındaki mesafe 5 mm ile 25 mm arasında 1'er mm arttırılarak 21 farklı katı model elde edildi ve bu modeller üzerlerinde Sonlu Elemanlar Stres Analizi (SESA) yapıldı. Stres analizi yaparken kuvvet 500 N olmak üzere, barın bütün oklüzal yüzeyine homojen olacak şekilde dik açıyla uygulandı. Analizler sonucunda elde edilen veriler kullanılarak 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm ve 25 mm uzunluktaki barlara topoloji optimizasyonu uygulandı. Optimizasyon sonucu elde edilen tasarım önerileri bilgisayar yazılımı ile tekrar düzenlendi. Düzenlenen bu modellere yeniden SESA uygulanarak başarıları değerlendirildi.
Çalışmamız sonucunda implantlar arasındaki mesafenin artışına bağlı olarak, bar üzerindeki Von Mises stres değerlerinin arttığı görüldü. Bar uzunluğundan bağımsız olarak maksimum Von Mises streslerinin bar ile dayanakların birleşim bölgesinde gingivaya yakın kısımda olduğu görüldü. Barların Cr-Co alaşımdan Selektif Laser Melting (SLM) yöntemiyle üretildiği durumlarda topoloji optimizasyonu sonucu elde edilen tasarımlardan 5 mm, 10 mm, 15 mm, ve 20 mm için yapılanların kullanabileceği, fakat 25 mm için yapılan tasarımın kullanımının uygun olmadığı görüldü.
Anahtar Sözcükler: Bar tutucu, Krom-Kobalt, Optimizasyon, SLM

Abstract:
Implant supported removable dentures are one of the most effective treatment options in the treatment of edentulous patients. In addition to their effectiveness, they have become popular in a short time due to their ease of design and production, more economical and higher success of treatment. Different attachment types with different advantages and disadvantages are used in these prostheses. Bar attachments differ from other attachment systems with their advantages such as higher retention and stability. However, this system also has disadvantages such as the interarch distance required to provide oral hygiene and the bar to be thick enough to provide sufficient resistance compared to other systems. The aim of our study is to eliminate the mentioned disadvantages of bar attachment systems. For this purpose, the geometries and thicknesses of the bars were optimized according to the distance between the implants.
In our study, the commonly used MP-Clip® Bar design was optimized. For this purpose, 21 different solid models were obtained by increasing the distance between the implants by 1 mm between 5 mm and 25 mm, keeping the cross-section and design of the bar, and Finite Element Method (FEM) was performed on these models. While performing the stress analysis, a force of 500 N was applied to the entire occlusal surface of the bar at a right angle to be homogeneous. By using the data obtained as a result of the analysis, topology optimization was applied to the bars of 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm and 25 mm lengths. The design suggestions obtained as a result of the optimization were rearranged with computer software. The success of these models was evaluated by applying FEM again.
As a result of our study, it was observed that the Von Mises stress values on the bar increased due to the increase in the distance between the implants. Regardless of the bar length, the maximum Von Mises stresses were observed at the junction of the bar and abutments, close to the gingiva. In cases where the bars are produced from chromium-cobalt alloy by the Selective Laser Melting (SLM) method, it was seen that the designs made for 5 mm, 10 mm, 15 mm, and 20 mm among obtained as a result of topology optimization can be used, but the use of the design made for 25 mm is not suitable.
Key Words: Bar retainer, Chrome-Cobalt, Optimization, SLM