Farklı dayanak vidası ve implant tasarımlarına sahip dental implantların kemik rezorpsiyonu ile olan ilişkisinin sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
Stress evaluation of different dental implant designs in relation to bone resorption by finite element analysis
Yazar: RAMAZAN SERDAR YENİGÜN
Danışman: PROF. DR. AHMET BÜLENT KATİBOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Ağız, Diş, Çene Hastalıkları ve Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Kemik rezorpsiyonu = Bone resorption ; Kemik vidaları = Bone screws ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Bu tez çalışmasında, 0, 1, 2 ve 3 mm gibi 4 farklı kemik rezorpsiyon seviyesinde, implant ve onu çevreleyen kemikte oluşan gerilmeler, statik ve çevrimsel yüklemeler altında sonlu elemanlar (SE) gerilme analizi ile incelenmiştir. İmplant çevresindeki kemik kayıplarının, implant sisteminde ve kortikal ve trabeküler kemikte oluşacak gerilmelere olan etkisi incelenmiş ve gerilme profili çıkarılmıştır. Çiğneme kuvvetlerini temsilen iki farklı şiddette statik yüklemede (SY-I ve SY-II) ve yorulma kaynaklı kayıpların tayini için iki farklı şiddette çevrimsel yüklemede (ÇY-I ve ÇY-II) implant sistemlerinin mekanik performansı araştırılmıştır. Buna ek olarak, vidalı (iki parçalı) ve solid dayanak (tek parçalı) tiplerine sahip implantların mekanik davranışları karşılaştırılmış; tasarım parametrelerinden olan dayanak vida uzunluğu ve dayanak vida çapı gibi değişkenlerin yol açacağı yeni gerilme durumları incelenmiştir. Toplamda 16 farklı deney tasarım noktası, iki farklı statik yüklemede ve kullanım ömrü tayini için iki farklı şiddette çevrimsel yüklemede incelenerek, gelecekte implant kayıplarına yol açacak mukavemet düşüşlerini engellemek, uzun ömürlü dental implant sistemlerinin geliştirilmesine yardımcı olmak için yol haritası çıkarılmıştır. İmplant ve dayanakta oluşan gerilmelerde kemik rezorpsiyon seviyesinin baskın olduğu, dayanak vida çapı ve uzunluğu gibi değişkenlerin statik gerilme analizinde mekanik davranışı belirlemede etkili olsa da; yorulma ömrü gibi uzun dönem mekanik performansını etkilemede zayıf kaldığı görülmüştür. Kemik rezorpsiyonun, implantın kısa ve uzun dönem performansını belirlemede  önemli bir değişken olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, stress based performance evaluation of dental implants in four different bone levels such as 0, 1, 2 and 3 mm, is performed under static and cyclic loadings. The effect of bone loss on the stress profile of dental implants and cortical and trabecular bone is evaluated. To investigate long term fatigue behavior, cyclic loadings in two different magnitudes are applied wheras mechanical response is simulated via two different static loadings for mastication forces. In addition, mechanical performance of dental implants with solid abutment (1-piece) and screw abutment (2-pieces) are compared and stress states of implants with different design variables such as abutment screw length and diameter are studied. Design of experiment with 16 design models are evaluated subjected to static and cyclic loading to avoid pre-failure of dental implants and shed light on long-term performance. The results demonstrated that bone loss and bone resorption levels dominate mechanical response both under static and cyclic loadings while design variables such as abutment screw length and diameter are ineffective in fatigue behavior. Thus, bone resorption and bone loss are important parameters in biomechanics to determine short and long term mechanical behavior and should be tuned for better mechanical performance.