Farklı kalsiyum silikat esaslı materyaller ile tedavi edilen furkasyon perforasyonlu dişlerin kırılma direncinin sonlu elemanlar analizi ve deneysel doğrulama kullanılarak değerlendirilmesi
Evaluation of fracture resistance of perforated teeth treated with different calcium silicate-based materials using finite element analysis and experimental validation
Yazar: YUNUS EMRE YİĞİT
Danışman: DOÇ. DR. MAKBULE BİLGE AKBULUT
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Endodonti Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2024
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry

Özet:
Biyoseramikler endodonti rutininde birçok klinik uygulamada kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı furkasyon perforasyonlu mandibular molar dişlerin BIOfactor MTA (Imicryl, Konya, Türkiye), Angelus MTA (Angelus, Londrina, PR, Brazil) ve Biodentine (Septodont, Saint-Maur-desFosses Cedex, France) ile tamir edilmeleri sonucu kırılma dayanımlarını ölçmek ve sonlu elemanlar analizinden yararlanarak deneysel doğrulama yapmaktır.
	Bu amaçla 70 adet çeklimiş mandibular molar diş kullanıldı. Endodontik giriş kaviteleri açıldı, kök kanalları şekillendirildi ve dolduruldu. Her bir dişe 1,4mm çapında yapay furkasyon perforasyonları oluşturuldu. Daha sonra dişler 3 deney (n=20), 1 pozitif kontrol (n=5) ve 1 negatif kontrol grubuna (n=5) ayrıldı. Deney gruplarındaki dişler BIOfactor MTA, Angelus MTA ya da Biodentine ile tamir edildi. Sağlam dişler negatif kontrol grubunu oluştururken, tamir edilmemiş perforasyona sahip dişler pozitif kontrol grubunu oluşturdu. Perforasyon tamirinden sonra dişler kompozit rezin ile restore edildi. Kırılma testi 1mm/dk sabit çizgisel hızda evrensel test cihazı kullanılarak gerçekleştirildi ve kırılmanın olduğu değerler Newton cinsinden kaydedildi. İstatistiksel analiz Kruskal-Wallis ve Mann-Whitney U testi ile yapıldı. Sonlu elemanlar analizi için tomografi üzerinden alınan kesitler yardımıyla öncelikle 3 boyutlu bir diş modeli oluşturuldu. Furkasyon perforasyonu oluşturularak perforasyonların BIOfactor MTA, Angelus MTA ve Biodentine ile tamir edildiği simüle edildi. Sonra pozitif ve negatif kontrol grupları modellendi. Toplam 5 adet model elde edildi. Daha sonra modellere 300 N vertikal kuvvet uygulandı ve analiz gerçekleştirildi. Dentin iç yüzeyi, dentin dış yüzeyi ve perforasyon bölgesinde von Mises gerilimler değerlendirildi.
Deney grupları arasında Biodentine ile tedavi edilen dişler, diğer deney gruplarına kıyasla en yüksek kırılma direnci gösterdi (p=0,001). Angelus MTA ve BIOfactor MTA grupları arasında anlamlı bir farklılık bulunamadı (p=0,768). Tüm deney grupları negatif kontrol grubu ile kıyaslandığında daha düşük kırılma direnci gösterirken, pozitif kontrol grubuya kıyaslandığında daha yüksek kırılma direnci gösterdi (p=0,001). En düşük von Mises gerilimi negatif kontrol grubunda furkasyon bölgesinde ölçülürken en yüksek gerilim pozitif kontrol grubunda dentin dış duvarında ölçülmüştür. Deney gruplarının von Mises gerilimleri birbirlerine yakındır.
Furkasyon perforasyonlu dişlerin kırılma direnci sağlam dişlere göre oldukça azdır. Perforasyonların biyoseramikler ile tamiri kırılma direncini arttırır. Perforasyon tamiri ve kompozit restorasyonlar diş yapısını desteklediğinden diş yüzeyinde oluşan gerilimlerin azalmasına sebep olur.

Abstract:
Bioceramics are used in many clinical applications in the routine of endodontics. The aim of this study is to measure the fracture resistance of mandibular molar teeth with furcation perforation repaired with BIOfactor MTA (Imicryl, Konya, Turkey), Angelus MTA (Angelus, Londrina, PR, Brazil), and Biodentine (Septodont, Saint-Maur-des-Fosses Cedex, France) and to perform experimental validation using finite element analysis.
In the study, 70 extracted mandibular molar teeth were used. Endodontic access cavities were prepared, and root canals were shaped and filled. Artificial furcation perforations with a diameter of 1.4 mm were created in each tooth. The teeth were then divided into three experimental groups (n=20), one positive control group (n=5), and one negative control group (n=5). The teeth in the experimental groups were repaired with BIOfactor MTA, Angelus MTA or Biodentine. Intact teeth formed the negative control group, while teeth with unrepaired perforations formed the positive control group. After perforation repair, the teeth were restored with composite resin. The fracture test was conducted using a universal testing machine at a constant crosshead speed of 1 mm/min, and the values at which fractures occurred were recorded in Newtons. Statistical analysis was performed using the Kruskal-Wallis and Mann-Whitney U tests. For finite element analysis, a 3D tooth model was initially created using 3D tomography scans. Furcation perforations were created, and the repairs with BIOfactor MTA, Angelus MTA, and Biodentine were simulated. Positive and negative control groups were also modeled. A total of five models were obtained. Subsequently, a vertical force of 300 N was applied to the models, and the analysis was performed. The von Mises stresses were evaluated on the inner surface of the dentin, the outer surface of the dentin, and the perforation region.
Among the experimental groups, the teeth treated with Biodentine showed the highest fracture resistance compared to the other experimental groups (p=0.001). No significant difference was found between the Angelus MTA and BIOfactor MTA groups (p=0.768). While all experimental groups showed lower fracture resistance compared to the negative control group, they exhibited higher fracture resistance compared to the positive control group (p=0.001). The lowest von Mises stress in the furcation region was measured in the negative control group, whereas the highest stress was measured on the outer wall of the dentin in the positive control group. The von Mises stresses of the experimental groups were close to each other.
The fracture resistance of teeth with furcation perforations is significantly lower compared to intact teeth. Repairing perforations with bioceramics increases fracture resistance. Perforation repair materials and composite restorations reduce the stresses occurring in the tooth because they support the tooth structure.