Endokuronlu süt dişlerinde ferrule yüksekliğinin stres dağılımına etkisi: Sonlu elemanlar analizi.
Effect of ferrule height on stress distribution in primary teeth with endocrown: Finite element analysis.
Yazar: HEYRAN SALIMOVA
Danışman: PROF. DR. ŞAZİYE SARI
Ankara Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Çocuk Diş Hekimliği Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental postlar = Dental posts ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Dişler = Teeth ; Ferrule = Ferrule ; Kronlar = Crowns ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis

Özet:
Bu çalışmada farklı ferrule yüksekliklerinin, endokuron ile restore edilen üst süt santral kesici dişlerde ve çevre dokularında çiğneme kuvvetleri altında oluşan stres dağılımına olan etkileri sonlu elemanlar stres analizi ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.

Bu çalışmada farklı ferrule yüksekliğini yansıtacak şekilde prepare edildikten sonra endokuron ile restore edilen 2 farklı üst süt santral kesici diş ve bu dişe ait periodontal dokuların 3 boyutlu modeli oluşturulmuştur. Modellemelerin oluşturulmasında VRMesh Studio (VirtualGrid Inc, Bellevue City, WA, USA) yazılımı kullanılmıştır. 1. modeldeki süt dişi 1 mm yüksekliğinde ferrule yapısına sahip iken, 2. modeldeki süt dişi ise 2 mm yüksekliğinde ferrule yapısına sahip olacak şekilde modellenmiştir. Ardından, her iki modeldeki süt dişinin kök kanallarından 2 mm destek alan bir endokuron restorasyonu simüle edilmiştir. Modelleme prosedürlerinden sonra, her iki modelde de endokuron restorasyonun insizal kenarına 45º eğimli olacak şekilde 100 N büyüklüğünde çiğneme kuvveti uygulanmıştır. Çiğneme kuvvetinin uygulanmasının ardından, diş ve çevre dokularda oluşan stres dağılımı Algor Fempro (Algor Inc., USA) yazılımı ile analiz edilmiştir. Her iki modelde minimum ve maksimum asal gerilme değerleri hesaplanmıştır. Diş ve çevre dokuların farklı alanlarındaki stres dağılımı ve stres değerleri hem sayısal veriler hem de renk skalası kullanılarak değerlendirilmiştir. 

Her iki modelde de, minimum asal gerilmeler endokurona komşu kuron ve kök dentininin apikal dış yüzeyinde ve mine-sement sınırına komşu labial marjin bölgesinde yoğunlaşmıştır. Ancak, minimum asal gerilme değerleri 2. modelde 1. modelden yüksek olarak bulgulanmıştır. Ayrıca, minimum asal gerilmelerin, her iki modelde endokuron restorasyonların kök kanalında yer alan uzantısının cam iyonomer kaide ve dentinle temas ettiği alanda ve labial marjin bölgesinde yoğunlaştığı bulgulanmıştır. Endokuron restorasyonda ise ferrule yüksekliği arttıkça özellikle endokuron marjini daha yüksek streslere maruz kalmıştır. Maksimum asal gerilmeler ise, 1. modelde, endokurona komşu kuron ve kök dentininin koronal dış yüzeyinde ve ferrule yapının palatinal yüzeyinin alt bölgesinde, 2. modelde ise bu bölgelere ek olarak palatinal marjinde de belirgin olarak görülmüştür. Maksimum asal gerilme değerleri, ferrule yüksekliği arttıkça hem diş dokularında hem de restorasyon marjininde artış göstermiştir. Marjin bölgesindeki bu stres artışının, endokuronun kırılmasına, endokurona komşu diş dokularında oluşan streslerin ise dentinde çatlak ve kırıklara neden olacağı söylenebilir. 

Bu çalışmanın sonuçlarına göre, her iki modelde de diş dokularında ortaya çıkan maksimum asal gerilmelerin dentinin çekme dayanımı değerlerinin altında olduğu için yıkıcı olmayacağı düşünülmektedir. Buna karşın, ferrule yüksekliği artışı ile kritik bölgelerde streslerin artması nedeniyle 1 mm yüksekliğinde ferrule yapının süt dişlerinde daha uygun bir tercih olacağı sonucuna varılabilir.


Anahtar Sözcükler: Endokuron, ferrule etki, sonlu elemanlar analizi, post tedavileri

Abstract:
In this study, the effects of different ferrule heights on the stress distribution under masticatory forces in endocrown-restored upper primary central incisors and surrounding tissues were evaluated comparatively with finite element stress analysis.

In this study, three-dimensional models of two different upper primary central incisor teeth, which were prepared to reflect different ferrule heights and restored with endocuron, and their periodontal tissues were created. VRMesh Studio (VirtualGrid Inc, Bellevue City, WA, USA) software was used to prepare the models. While the primary tooth in the 1st model had 1 mm ferrule height, the primary tooth in the 2nd model is modeled to have a ferrule structure with 2 mm. Subsequently, in both models, endocrown restorations were simulated with 2 mm support from the root canals of primary teeth. After the modeling procedures, a masticatory force of 100 N was applied to the incisal edge of the endocrown restoration with a 45º angle in both models. After the loading of the masticatory force, the stress distribution of the teeth and surrounding tissues was analyzed with Algor Fempro (Algor Inc., USA) software. Minimum and maximum principal stress values were calculated for both models. Stress distribution and stress values in different areas of teeth and surrounding tissues were evaluated using both numerical data and color scale.

In both models, the minimum principal stresses were concentrated on the apical outer surfaces of the crown and root dentin adjacent to the endocrown, and in the labial margin surfaces adjacent to cemento-enamel junction. However, the minimum principal stress values were found to be higher in the 2nd model than in the 1st model. In addition, in both models, it was found that the minimum principal stresses were concentrated in the area where the root canal extension of the endocuron restorations contacted glass ionomer base and dentin and the labial margin region. In endocrown restorations, as the ferrule height increased, especially the endocrown margin was exposed to higher stresses. Also, maximum principal stresses were found markedly in the coronal outer surface of the crown and root dentin adjacent to the endocrown and lower palatal surface of the ferrule structure in the 1st model, and maximum principal stresses were concentrated in the palatinal margins in the 2nd model in addition to regions seen in the 1st model. Maximum principal stress values increased in both tooth structures and restoration margin as the ferrule height increased. It can be concluded that the increase in the stresses in the margin region will cause the endocrown fracture, and the increase of the stresses in dental tissues adjacent to the endocrown will cause cracks and fractures in dentin.

According to the results of this study, it is thought that the maximum principal stresses occurring in the tooth tissues in both models will not be destructive since they are lesser than the tensile strength of the dentin. On the other hand, it can be concluded that 1 mm ferrule height structure would be a more appropriate choice for primary teeth, since the increase in ferrule height increases the stress in critical regions.


Keywords: Endocrown, ferrule effect, finite element analysis, post treatments