Aşırı kron harabiyetine sahip mandibular molar dişlerde farklı CAD/CAM materyalleri kullanılarak yapılan post-kor destekli tam kron ve endokron restorasyonlarında oluşan stres dağılımlarının sonlu eleman analizi ile karşılaştırılması
Comparison of stress distributions in post-core supported full crown and endocrone restorations using different CAD/CAM materials in mandibular molars with excessive crown destruction, with finite element analysis
Yazar: TUTKU MERTBAY
Danışman: PROF. DR. YASEMİN KESKİN
Ankara Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2023
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry

Özet:
Endodontik olarak tedavi edilen dişlerin prognozlarını iyi bir şekilde uzun yıllar devam ettirebilmeleri için başarılı bir protetik tedaviyle fonksiyonlarını sürdürmeleri gerekmektedir. Kök kanal tedavisi ve sonrasında yapılan restorasyonlarda; kök ve dentin boyunca homojen bir gerilme kuvveti dağılımı sağlamak için, özellikleri dentinin sahip olduğu biyomekanik özelliklere yakın malzemeler kullanılarak kaybolan dentin dokusunun elastik özellikleri geri kazandırılmalıdır. Restorasyonun kalitesi ve adaptasyonu, kalan diş dokularının korunması ve dişle protetik materyaller arasındaki bağlanmanın yeterliliği gibi faktörler tedavinin başarısı için önem arz etmektedir.Adeziv diş hekimliği ve CAD/CAM teknolojisindeki gelişmeler göz önünde bulundurularak özellikle son yıllarda aşırı madde kaybına sahip dişlerde, post-kor tam kron restorasyonlara kıyasla daha konservatif olan endokron restorasyonların kullanımları artmıştır. Bilimsel çalışmalarda, endokron ve post-kor destekli tam kron restorasyonlarda ortak olarak kullanılan, estetik ve mekanik özellikleri geliştirilmiş materyallerden üretilen tam seramik, kompozit veya hibrit materyallerinin oldukça sık kullanıldığı görülmektedir. Araştırmalar göz önünde bulundurulduğunda bu materyallerin aşırı kron harabiyetine sahip ve kök kanal tedavisi yapılan, farklı restorasyon çeşitleri uygulanmış dişlerdeki prognozları tam olarak bilinememektedir.
Çalışmamızın amacı, aşırı madde harabiyetine ve kök kanal tedavisine sahip alt birinci molar dişlere farklı materyaller kullanılarak yapılan endokron ve post-kor tam kron restorasyonlarda dikey ve oblik yönde uygulanan kuvvetlerin diş dokularında ve restorasyonlarda oluşturduğu stres dağılımlarını, üç boyutlu sonlu eleman stres analiz yöntemini kullanarak değerlendirmek ve yapıların mekanik performanslarının analiz ve incelenmesini yapmaktır.
Bu çalışma Ankara Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi ve Tinus Mühendislik iş birliğiyle gerçekleştirilmiştir. Araştırmada iki farklı restorasyon tipi, üç farklı restorasyon materyali ve iki farklı kuvvet çeşidi modellenerek sanal ortamda toplam 12 adet model oluşturulmuştur. Üç boyutlu ağ yapısının düzenlenmesi ve matematiksel anlamda uygun katı ağ yapısına dönüştürülmesi, üç boyutlu sonlu elemanlar analizi modellerinin oluşturulması ve sonlu elemanlar stres analizi işlemi; 2.40 GHz saat hızında INTEL Xeon E-2286 işlemcili, 64 GB ECC belleğe sahip HP iş istasyonlarında gerçekleştirilmiştir. Tomografi verisinden .stl modelin elde edilmesi 3DSlicer yazılımında yapılmıştır. Çalışmamızda sol alt 1. Molar diş, Wheeler diş atlasında bulunan farklı açıdaki görüntüleri kullanılarak üç boyutlu sonlu elemanlar geometrik modellemesi yapılmıştır.Araştırmamızda diş dokuları; mine, dentin, periodontal ligament, kortikal ve spongioz kemik olarak modellenmiştir. Restorasyon için kullanılan gütaperka, cam fiber post, rezin siman, kompozit rezin ve lityum disilikat cam seramik [IPS e.max CAD (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein)], hibrit seramik [Vita Enamic (Vita Zahnfabrik, Bad Säckingen, Almanya)] ve zirkonya ile güçlendirilmiş lityum silikat [Vita Suprinity (Vita Zahnfabrik, Bad Säckingen, Almanya)] CAD/CAM materyalleri ile uygulanan endokron ve tam kron restorasyonların geometrik modellemeleri yapılmıştır. Dişlerin oklüzal yüzeylerinden 5 farklı bölgeden toplam 300 N kuvvet dikey veya oblik yönde uygulanmıştır. Her bir modelin stres dağılımları 3 boyutlu SESA yöntemi ile analiz edilip; endokron,tam kron, dentin, mine ve rezin simana ait Von Mises stresleri ve maksimum asal gerilimleri renkli görüntüler kullanılarak değerlendirilmiştir.
Dikey ve oblik kuvvet yükleme koşullarında endokronlarda meydana gelen stres yoğunluğu retansiyon kavitelerindeyken, tam kron restorasyonlarda basamaklara temas eden alanlarda daha fazla stres birikimi gözlenmiştir.Kullanılan CAD/CAM materyalleri arasında restorasyonlardaki en yüksek stres değerleri IPS e.max CAD grubunda, en düşük değerler ise Vita Enamic materyalinde bulunmuştur. Dikey kuvvetler altında en yüksek stres değerleri endokronlarda bulunurken, oblik yüklemede tam kron restorasyonlarda tespit edilmiştir. Dikey kuvvet uygulamasında rezin simanlarda bulunan en büyük maksimum asal gerilim stres değeri IPS e.max CAD kullanılan endokronlarda gözlenirken, oblik kuvvetlerde Vita Enamic tam kron restorasyonlarda bulunmuştur.Dikey ve oblik kuvvetlerin hepsinde mine ve dentinde maksimum asal gerilim değerleri genel olarak Vita Enamic ile restore edilen tam kron gruplarında daha yüksektir. Açılı gelen kuvvetler altında dikey kuvvetlere göre streslerin daha geniş alana yayıldığı gözlenmiştir.

Abstract:
In order for endodontically treated teeth to maintain a good prognosis for many years, they must continue to function with a successful prosthetic treatment. Root canal treatment and restorations after; In order to provide a homogeneous tensile force distribution along the root and dentin, the elastic properties of the lost dentin tissue should be restored by using materials whose properties are close to the biomechanical properties of dentin. Factors such as the quality and adaptation of the restoration, the preservation of the remaining dental tissues, and the adequacy of the bond between the tooth and the prosthetic materials are important for the success of the treatment. Considering the developments in adhesive dentistry and CAD/CAM technology, the use of endocrone restorations, which are more conservative compared to post-core full-crown restorations, has increased, especially in teeth with excessive material loss in recent years. In scientific studies, it is seen that all-ceramic, composite or hybrid materials, which are common in endocrown and post-core supported full-crown restorations, produced from materials with improved aesthetic and mechanical properties, are used quite frequently. Considering the studies, the prognosis of these materials in teeth with excessive crown destruction, root canal treatment and different restoration types is not known exactly. 
The aim of our study; to evaluate the stress distributions created by vertical and oblique forces applied in the dental tissues and restorations in endocrone and post-core full-crown restorations made using different materials on mandibular first molars with excessive substance destruction and root canal treatment, using three-dimensional finite element stress analysis method and to evaluate their mechanical performance.
This study was carried out in cooperation with Ankara University Faculty of Dentistry and Tinus Engineering. In the research, a total of 12 models were created in the virtual environment by modeling two different restoration types, three different restoration materials and two different strength types. Arrangement of the three-dimensional mesh structure and its transformation into a mathematically appropriate solid mesh structure, creation of three-dimensional finite element analysis models and finite element stress analysis process; Performed on HP workstations with INTEL Xeon E-2286 processor clocked at 2.40 GHz and 64 GB ECC memory. Obtaining .stl model from tomography data was done in 3DSlicer software. Obtaining .stl model from tomography data was done in 3DSlicer software. In our study, three-dimensional finite element geometric modeling was made using the images of the lower left 1st molar tooth at different angles in the Wheeler dental atlas. In our research, dental tissues; enamel, dentin, periodontal ligament, cortical and cancellous bone. Geometric models of endocrown and full-crown restorations applied with gutta-percha, glass fiber post, resin cement, composite resin and lithium disilicate glass ceramic [IPS e.max CAD (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein)], hybrid ceramic [Vita Enamic (Vita Zahnfabrik, Bad Säckingen, Almanya)]  and zirconia reinforced lithium silicate [Vita Suprinity (Vita Zahnfabrik, Bad Säckingen, Almanya)], CAD/CAM materials used for restoration were made. A total of 300 N force was applied from 5 different regions on the occlusal surfaces of the teeth in the vertical or oblique direction. Stress distributions of each model were analyzed by 3D SESA method; Von Mises stresses and maximum principal stresses of endocrown, full crown, dentin, enamel and resin cement were evaluated using color images.
Under vertical and oblique force loading conditions, the stress intensity occurring in endocrowns was in the retention cavities, whereas more stress accumulation was observed in the areas contacting the steps in full-crown restorations. Among the CAD/CAM materials used, the highest stress values in restorations were found in the IPS e.max CAD group, and the lowest values were found in the Vita Enamic material. Under vertical forces, the highest stress values were found in endocrowns, while oblique loading was found in full-crown restorations. Under vertical forces, the highest stress values were found in endocrowns, while oblique loading was found in full-crown restorations. In vertical force application, the highest maximum principal tensile stress value found in resin cements was observed in endocrown using IPS e.max CAD, while Vita Enamic full-crown restorations were found in oblique forces. Maximum principal stress values in enamel and dentin in all vertical and oblique forces are generally higher in full crown groups restored with Vita Enamic. It has been observed that the stresses spread over a wider area under angular forces compared to vertical forces.