Maksilla anterior bölge tek diş eksikliğinde dar çaplı implant ile rehabilite edilen vakalarda implant geometrisi ve yüzey tasarımının stres dağılımına etkisinin sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
Investigation of the effect of implant geometry and surface design on stress distribution with finite element analysis in cases rehabilitated with narrow-diameter implants a single missing tooth in the maxillary anterior region
Yazar: AYŞEGÜL TEKELİ YAVUZ
Danışman: PROF. DR. ERCAN DURMUŞ
Selçuk Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Ağız, Diş, Çene Hastalıkları ve Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Diş kaybı = Tooth loss ; Diş protezi tasarımı = Dental prosthesis design ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis

Özet:
Amaç
Bu çalışmada, maksilla anterior bölge tek diş eksikliğinde dar çaplı implant ile rehabilite edilen vakalarda, implant üzerinde oluşan stresler ile implant tasarımı arasındaki ilişkinin deneysel olarak araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmamızda farklı dizaynlara sahip dar çaplı implantların dikey ve açılı kuvvetlere maruz bırakılması sonucunda meydana gelen stres dağılımının sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntemler
Çalışmamızda bilgisayar ortamında maksilla anterior bölgedeki kemik yoğunluğunu taklit eden modellemeler yapıldı. Hazırlanan modellere silindirik ve konik şekilli olmak üzere ve farklı yiv tasarımına (kare, payanda, ters payanda, v şekilli yiv) ait dar çaplı implantlar yerleştirildi. İmplantların çapı standart 3,3 mm olarak, uzunlukları ise 12 mm olarak belirlendi. Toplam 8 grup olarak tasarlandı. Bu implantlara dikey yönde ve 30 derece açılı oblik 100 N'luk kuvvet uygulandı. İmplantlarda oluşan von-mises stres değerleri ve asal stresler ile kemik-implant arayüzündeki stres değerleri sonlu eleman analiz tekniği ile incelenmiştir.
Bulgular
Tüm modellerde implantın boyun bölgesini çevreleyen kortikal kemikte meydana gelen stresler, trabeküler kemikte meydana gelen streslerden daha yüksek bulunmuştur. Tüm modellerimizde en yüksek stres değerleri, yükleme alanına daha yakın implantların çevresinde görülmüştür. Oblik kuvvetler dikey kuvvetlerden hem implant hem çevre kemik dokuda daha fazla stres meydana getirmektedir. Dört farklı yiv tipi karşılaştırıldığında kare yiv formunda Von Mises stres değeri daha düşük bulunmuştur. Payanda yiv şekilli implantta belirgin şekilde tüm gruplara göre daha fazla stres oluşmuştur.

Sonuç
Ön bölgelerde konik ve silindirik implant tüm yiv şekillerinde implant tasarımları tercih edilebilir. Ancak silindirik implatın en çok stresin oluştuğu bölge olan boyun kırıklarına sebep olabileceği, konik implantların ise kemikte meydana getirdiği streslerin daha fazla olacağı bilinmelidir. Dört farklı yiv tipi karşılaştırıldığında kare yiv formunda Von Mises stres değeri daha düşük bulunmuştur. Yapılan çalışmada 21 nolu diş bölgesine 100 N'lik kuvvet vertikal ve 30° açılı uygulanmış ve kemikte rezorpsiyon meydana getirecek kadar stresin oluşmadığı gözlenmiştir. Ancak payanda yiv şekilli implantta belirgin tüm gruplara göre daha fazla stres oluşmuştur. Buna göre kare, V şekilli ve ters payanda yiv şekilli implantların öncelikli olarak tercih edilmesi sonucuna varılabilir.
Anahtar Kelimeler: İmplant dizaynı, Konik implant, Silindirik implant, Sonlu elemanlar analizi.

Abstract:
Aim
This study, it was aimed to experimentally investigate the relationship between the stresses on the implant and the implant design in cases rehabilitated with a narrow-diameter implant in a single missing tooth in the maxillary anterior region. Our study, it is aimed to examine the stress distribution that occurs as a result of exposure of narrow diameter implants with different designs to vertical and angular forces by finite element analysis.
Materials and Methods
Our study, models imitating bone density in the maxilla anterior region were made in the computer environment. Cylindrical and conical shaped and narrow diameter implants of different thread designs (square, buttress, reverse buttress, v-shaped thread) were placed in the prepared models. The diameter of the implants was determined as a standard 3.3 mm, and their length was determined as 12 mm. It was designed as 8 groups in total. An oblique force of 100 N was applied to these implants in the vertical direction and at an angle of 30 degrees. The von-mises stress values ​​and principal stresses in the implants and the stress values ​​at the bone-implant interface were investigated by finite element analysis technique.
Results
In all models, the stresses on the cortical bone surrounding the neck of the implant were higher than the stresses on the trabecular bone. The highest stress values ​​were observed around the implants closer to the loading area in all our models. Oblique forces create more stress on both the implant and the surrounding bone tissue than vertical forces. When four different thread types were compared, Von Mises stress value was found to be lower in square thread form. Significantly more stress occurred in the buttress-shaped implant than in all groups.
Conclusion
Implant designs can be preferred in all thread shapes of conical and cylindrical implants in the anterior regions. However, it should be known that cylindrical implants may cause neck fractures, which is the region where the most stress occurs, while conical implants will cause more stress on the bone.  When four different thread types were compared, Von Mises stress value was found to be lower in square thread form. A force of 100 N was applied vertically and at an angle of 30° and it was observed that the stress did not occur enough to cause resorption in the bone. However, significantly more stress occurred in the buttress-shaped implant than in all groups. Accordingly, it can be concluded that square, V-shaped and reverse buttress-shaped implants are primarily preferred.
Keywords: Conical implant, Cylindrical implant, Finite element analysis, Implant design.