Biyomimetik poröz dental implant tasarımı, in vitro değerlendirilmesi
Biommimetic porous dental implant design, in vitro evaluation
Yazar: CEM TAZE
Danışman: DOÇ. DR. ÖZKAN ÖZGÜL
Kırıkkale Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı / Ağız, Diş, Çene Hastalıkları ve Cerrahisi Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Biyomimetik materyaller = Biomimetic materials ; Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Diş protezi tasarımı = Dental prosthesis design ; Mikroskopi-elektron = Microscopy-electron ; Tomografi-mikro bilgisayarlı = Tomograph-micro computed

Özet:
Dünya nüfusu yaşlandıkça ve yaşam standartlarındaki beklenti arttıkça dental
implantların kullanım sıklığı da zamanla artmıştır. Son dönemde özellikle karmaşık
geometrilerin üretiminde, eklemeli üretim yöntemlerinin kullanımının
yaygınlaşmasıyla beraber kompleks makro ve mikro geometrilere sahip medikal
malzemelerin bu yolla üretilmesi fikri doğmuştur.

Dental implantların hem yüzey alanını arttırıp osseointegrasyonu güçlendirmek hem
de implantın elastik modülünü kemiğin elastik modülüne yaklaştırmak ve biyomimetik
bir yüzey elde etmek amacıyla bu çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla gözenek
yapıların 4 farklı bölgede yerleşim gösterdiği poröz dental implantlar tasarlanmıştır.
Tasarlanan bu implantlarda gyroid tipde gözeneklilik tercih edilmiştir. Sonlu
elemanlar analizi sonucu 2 adet tasarım seçilmiş ve bir eklemeli üretim yöntemi olan
SLE metoduyla üretim gerçekleştirilmiştir. Bu implantlar, konvansiyonel ticari bir
dental implant ile in vitro şartlarda karşılaştırılmıştır. Ayrıntılı bir tasarım ve üretim
sürecinden sonra biyomekanik testler uygulanmış, SEM ve mikro-BT analizleri
yapılmıştır. Aynı boyutta ticari implanta göre, tasarlanan implantların yüzey alanı ve
hacmi sırasıyla %44-%60 oranında arttığı tespit edilmiştir. Biyomekanik testlerde;
üretilen implantların 200-300 N'luk çiğneme kuvvetlerinden daha büyük değerlerde
dayanım gösterdiği görülmüştür.

Sonuç olarak, kompleks geometriye sahip poröz dental implantların eklemeli üretim
yöntemiyle başarılı bir şekilde üretilmesi, in vitro test sonuçları, yapılan biyomekanik
testler ile en az ticari implanta yakın sonuçlar veren gözenekli dental implant
tasarımları ileriye yönelik ümit vaat etmektedir.

Abstract:
The use of dental implants has increased over time as the world population ages and
as expectations on living standards increase. With the increasing use of additive
manufacturing techniques, particularly in the production of complex geometries, the
concept of producing medical materials with complex macro and micro geometries by
this method has emerged.

This study was carried out in order to increase the surface area of dental implants and
strengthen osseointegration, and to bring the elastic modulus of the implant closer to
the elastic modulus of the bone and to obtain a biomimetic surface. For this purpose,
porous dental implants which the porous structures are located in 4 different regions
are designed. In this research, gyroid type porosity is preferred in the implants. Two
designs were selected based on the results of the finite element analysis, and
production was carried out utilizing the additive manufacturing method known as the
SLE method. These implants were compared in vitro with a conventional commercial
dental implant. After a detailed design and production process, biomechanical tests
were applied, SEM and micro-CT analyzes were made. It was determined that the
surface area and volume of the designed implants increased by 44%-60%, respectively,
compared to the commercial implant of the same size. In biomechanical tests; ıt has
been observed that the implants produced show greater strength than the chewing
forces of 200-300 N.

As a result, the successful production of porous dental implants with complex
geometry by additive manufacturing method, in vitro test results, and porous dental
implant designs that give results at least close to commercial implants with
biomechanical tests are promising for the future.