Farklı miktarda kök dentin desteğine sahip dişlerin restorasyonu: Sonlu elemanlar yöntemi ile stres analizi ve yorulma deneyi gerçekleştirilmesi
The restoration of teeth having different amounts of root dentin loss:stress analysis and fatigue analysis using the finite element method
Yazar: ALİ KARAHANOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. SELİM ERKUT
Başkent Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental bonding = Dental bonding ; Dental materyaller = Dental materials ; Dental restorasyon = Dental restoration ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Dental çimentolar = Dental cements ; Dentin = Dentin ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Bu çalışmada farklı miktarlardaki kök dentin kaybına uğramış dişlerin restorasyonlarında; dentin, post materyalleri ve post materyalleri ile kök dentini arasındaki siman tabakasında oluşan streslerin analizleri gerçekleştirilmiştir. Stres analizlerinden elde edilen sonuçlara göre, farklı miktarlarda kök dentin kaybına uğramış dişlere uygulanan farklı yapılardaki post materyallerinin yorulma testlerinin, 3 boyutlu sonlu elemanlar stres analiz metodu kullanılarak incelenmesi amaçlanmıştır.Çalışmamızda; stres analizleri ve yorulma testleri için, Rhinoceros 4.0 programı kullanılarak, 4 adet, farklı miktarda kök dentin kaybına uğramış alt birinci küçükazı dişine ait 3 boyutlu modeller oluşturulmuştur (klinik senaryo 1,2,3,4). Bu modellere; döküm altın post-kor, karbon fiber post kompozit kor, cam fiber post kompozit kor, polietilen fiber post kompozit kor, prefabrike titanyum post kompozit kor ve tek parça zirkonya post-kor yapılar uygulanmıştır. Post-kor uygulamalarını takiben modellere metal destekli porselen kron uygulanarak modellerin restorasyonları tamamlanmıştır.Restorasyonları tamamlanan 3 boyutlu modellere, sonlu elemanlar stres analiz metodu kullanılarak, dişin uzun eksenine 45º açıyla, 1 Hz frekansta 125 N'luk yük uygulanarak, dinamik yükleme gerçekleştirilmiştir. Dinamik yükleme sonrasında tüm modeller için elde edilen veriler, Algor Fatigue Wizard programına yüklenerek her bir modeldeki post materyali için yorulma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Dinamik yük uygulaması ve yorulma deneyleri sonucunda elde edilen veriler değerlendirilerek, farklı miktarlardaki kök dentini kayıpları sonucu, yapısı zayıflamış dişlerin restorasyonunda kullanılabilecek post-kor uygulamaları belirlenmiştir.Dentin desteğinin yeterli olduğu 1 ve 2. klinik senaryolarda (K-1, K-2), rijit yapıdaki döküm altın ve tek parça zirkonya post-kor yapıların kullanımı, dentin dokusunda fiber içerikli esnek yapıdaki post materyallerine göre daha az stres oluşturmuştur. Minimum kök dentin kaybına uğramış dişlerin post-kor restorasyonlarında; dentin, post simanı ve post materyalinde oluşan stresler bir bütün olarak değerlendirildiğinde, en düşük stres değerleri cam fiber ve polietilen fiber post kullanılan modellerde tespit edilmiştir. Kök dentin kaybının ileri düzeyde modellendiği K-3 ve K-4'te dentinde yüksek düzeyde stres değerleri saptanmıştır. Dentin kaybının ileri düzeyde olduğu ancak diş etrafındaki basamağın tamamen diş yapısı üzerinde olduğu K-3'te, dentin dokusunda oluşan en düşük stres değerleri rijit yapıdaki, döküm altın ve tek parça zirkonya post-kor yapıların uygulandığı modellerde tespit edilmiştir. Kök dentin kaybı nedeniyle diş etrafındaki basamağın yarısının kor yapı üzerinde şekillendirilmesi gereken K-4'te ise, dentin dokusunda oluşan en düşük stres değerleri polietilen fiber ve cam fiber postların kullanıldığı modellerde saptanmıştır.Tüm klinik senaryolar için gerçekleştirilen yorulma deneylerinde, en başarılı değerler, cam fiber post kullanılan modellerde, en kötü değerler ise tek parça zirkonya post-kor kullanılan modellerde tespit edilmiştir. Yorulma deneyleri sonuçlarına göre, cam fiber ve polietilen fiber postların, tek parça zirkonya ve döküm altın post-kor uygulamalarına kıyasla, klinik ağızda kalma sürelerinin daha fazla olacağı öngörülmektedir.

Abstract:
In this study, for the restoration of teeth with different amounts of root dentin loss, stress analysis were performed for the stresses generated at; root dentin, post materials and the cement layer between post materials and root dentin. Following the stress analysis, fatigue testing of the post materials were performed for each post material which is used for the restoration of teeth with different amounts of root dentin loss, using the 3D finite element stress analysis method according to the results of the stress analysis.For the dynamic stress analysis and fatigue testing, 4 different 3 dimensional models of the lower first premolar tooth, simulating 4 different root dentin loss amounts(clinical scenarios 1,2,3,4) were performed using the Rhinoceros 4.0 software. Each of these models received; cast gold post-core, carbon fiber post and composite core, glass fiber post and composite core, polyethylene fiber and composite core, prefabricated titanium post and composite core and one piece zirconia post-core for their restorations. Following the post-core applications, all models received metal fused to porcelain crowns for their final restorations.Following the complete restorations of the 3D models, dynamic load application performed with a load of 125 N at 1 Hz frequency with 45 degrees along the tooth?s long axis for each of the models, using the finite element stress analysis method. The results obtained from the dynamic stress analysis were loaded to the Fatigue Wizard software for the fatigue testing of each of the post materials. The results obtained from the stress analysis and the fatigue tests were evaluated to determine the most suitable post-core application for the restoration of the teeth having root dentin loss.In the first and second clinical scenarios, the use of the rigid post materials (cast gold post-core and one piece zirconia post-core) developed lower stress values at the dentin layer, compared with the use of fiber posts. When the stresses generated at; dentin, post materials and the cement layer between the post materials and the root dentin were evaluated together for the restoration of teeth having minimum amounts of root dentin loss, lower stress values were obtained from the models receiving glass fiber and polyethylene fiber posts. Greater stress values were obtained from the models of the third and fourth clinical scenarios, which have greater amounts of root dentin loss. For the third clinical scenario, which have a greater amount of root dentin loss, but the marginal preparation line around the tooth is on the sound dentin, lowest stress values at the dentin layer were obtained from the models restored with cast gold post-core and one piece zirconia post-core. For the fourth clinical scenario, which has a marginal preparation line supported by core material and dentin, lowest stress values at the dentin layer were obtained from the models restored with glass fiber and polyethylene fiber posts.According to the fatigue testing results performed for all of the clinical scenarios, best results were obtained from the models restored with glass fiber posts. Lowest results were obtained from the models restored with one piece zirconia post-core. It was concluded that, related to the results of fatigue tests, the clinical survival rate of the use of glass fiber and polyethylene fiber posts would be better, compared with the use of cast gold post-core and one piece zirconia post-core.