Çift taraflı atrofik mandibulada farklı kemik volümetrelerinde all-on-four tekniği ile yerleştirilen dental implantların çevre dokularda oluşturduğu streslerin sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
Evaluation of stress distribution around a dental implant with different amounts of bone by "all on four" technique applied in bilateral atrophic mandible by using finite element analysis
Yazar: OSMAN YAVUZ
Danışman: PROF. DR. BEYZA KAYA
Dicle Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Atrofi = Atrophy ; Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Mandibula = Mandible ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis

Özet:
Dental implant uygulamaları, dişsiz boşlukların protetik olarak rehabilitasyonu konusunda oldukça başarılı bir tedavi seçeneğidir. İleri derecede atrofik posterior mandibulada konvansiyonel dental implant yerleştirilecek yeterli kemik genellikle mevcut olmamaktadır. "All-on-four" tekniğiyle yerleştirilen dental implantlar augmentasyon ihtiyacını ortadan kaldırması, tedavisi süresini kısaltması ve morbitide oranını azaltmasından dolayı son yıllarda sıklıkla tercih edilmektedir. 
İleri derecede mandibula atrofisi olan hastalara ''All-on-four'' tekniğiyle dental implant uygulanabilmesi için anterior madibulada yeterli kemiğin mevcut olması gerekmektedir. Yeterli kemik hacmine sahip olmayan vakalarda augmentasyon tekniklerinin bu hasta popülasyonlarının ileri yaşta olması, komplikasyon riski, sinir hasarı, tedavi sürecinin uzaması ve maliyet gibi dezavantajları bulunmaktadır.
Dental implant uygulamalarında implant çapının artması stres dağılımı açısından önemli bir parametredir. Yeterli kemik hacmi olmayan vakalarda daha geniş çaplı implant kullanmak için augmentasyon tekniklerinin dezavantajları da gözönüne alındığında birçok cerrah augmentasyon teknikleri yerine alveolar krette kemik redüksiyonunu tercih edebilmektedir. Klinisyenler kemik redüksiyonuyla beraber daha kısa ve geniş çaplı implant uygulamak ile kemik redüksiyonu olmadan daha uzun ve ince implant kullanmak arasında tercih yapmak zorunda kalmaktadır. Ayrıca alveolar kret kemik redüksiyonuyla beraber veya diş çekimi sonrası ertlenmiş dental implant tedavilerinden sonra alveolar kemikte doğal rezorpsiyon sonucu vertikal kemik kaybıyla beraber kron/implant oranı artmaktadır. Vertikal kemik kabıyla beraber implant uzunluğu azalmakta, protetik üst yapı yüksekliğinin artmasıyla artan kron/implant oranına bağlı yıkıcı olan stresler de bir diğer endişe kaynağıdır. 

Çalışmamızda bilgisayarlı tomografi kayıtlarından faydalanılarak çift taraflı posterior mandibula atrofi özelliği gösteren ''All-on-four'' sistemiyle dental implant uygulancak anterior mandibulada 21 mm uzunluğuna ve bazal mandibulaya doğru alveolar kret genişliği artan 3 mm genişliğine sahip bir model elde edilmiş olup, aynı hasta modelinde her modele 2'şer milimetrelik kemik redüksiyonu yapılarak 4 farklı model elde edilmiştir. Çalışmamızın amacı farklı kemik volümetrelerinde farklı çap, boy ve değişen protetik üst yapı uzunluğuyla elde edilen bu modellere, "All-on-four" tekniğiyle yerleştirilen dental implantlara uygulanan vertikal ve oblik kuvvetler sonucunda meydana gelen stres değerlerine stres birikimlerini nasıl etkilediği araştırılacak ve elde edilen veriler kıyaslanarak hangi kemik seviyesinde implant uygulamalarının diğerlerine göre daha üstün olduğu ve optimal sonuçlar verdiği anlayıp en doğru cerrahi planlamayı seçmektir.
Çalışmamızda, 4 farklı kemik seviyesi içeren grup modelleri oluşturulmuştur. Grup 1 modelinde, ana modelden 3 mm lik kemik redüksiyonuyla beraber elde edilen 18 mm uzunluğuna  ve 5.5 mm genişliğe sahip anterior mandibulaya 3.5x15 mm uzunluğunda, grup 2 modelinde ana modelden 5 mm lik kemik redüksiyonuyla beraber  elde edilen 16 mm uzunluğuna ve 5.8 mm genişliğine sahip anterior mandibulaya 3.8x13 mm uzunluğunda, grup 3 modelinde ana modelden 7 mm lik kemik redüksiyonu ile elde edilen 14 mm uzunluğuna ve 6.3 mm genişliğine sahip anterior mandibulaya 4.3x11 mm ve grup 4 modelinde ise ana modelden 9 mm lik kemik redüksiyonu ile elde edilen 12 mm uzunluğuna ve 7 mm genişliğine sahip anterior mandibulaya 5x9 mm uzunluğunda dental implantlar lateral kesici bölgesine dik ve premolar bölgeye 30 lik açıyla ''All-on-four'' tekniğiyle (Medentika® GmbH, Hügelsheim Gerrmany) dental implantlar uygulanmıştır. Protetik üst yapıda 2, 4, 6 numaralı dişler bölgesinden bilateral olarak vertikal olarak sırasıyla 100 N, 150 N, 200 N ve oblik olarak 30 açıyla 100 N, 100 N, 150 N kuvvet uygulanmıştır. Çalışmada uygulanan kuvvetler sonuncunda implantlarda, abutmentlarda, abutment vidalarında oluşan Von Mises stres değerleri ile alveolar kemikte meydana gelen Maksimum ve Minimum Principal stres değerleri Sonlu Elemanlar Stres analizi ile incelenmiştir.
Çalışmamızın sonuncunda, vertikal ve oblik kuvvetler altında artan kemik redüksiyonuyla beraber dental implantlarda oluşan Von Mises stres değerlerinin arttığı ve dental implantlarda yoğunlaşan bu streslerin alveolar kemiğe da az ilettiği ve alveolar kemikte oluşan Maksimum ve Minimum Von Mises streslerin azaldığı, abutment ve abutment vidalarında oluşan Von Mises stres değerlerinde ise anlamlı bir fark bulunamamıştır. Çalışmamız sonuçlarına dayanarak, çift taraflı atrofik mandibulada farklı kemik yüksekliklerinde en ideal planlamanın ve en optimam stres sonuçlarının Grup 4 olduğu saptanmıştır.

Abstract:
Implant is a very successful prosthetic rehabilitation option in the oral cavity defects. In severe posterior atrophy cases of the mandible dental implant applications due to various reasons pose difficulty and complications while the osseointegration period is prolonged.

In order to be able to apply dental implants with the "All-on-four" technique to patients with severe mandible atrophy, sufficient bone must be present in the anterior mandible. In cases with insufficient bone volume, augmentation techniques have disadvantages in terms of the advanced age of these patient populations, the risk of complications, nerve damage, prolongation of the treatment process and cost.
In dental implant applications, the increase in implant diameter is an important parameter in terms of stress distribution. Considering the disadvantages of augmentation techniques to use larger diameter implants in cases with insufficient bone volume, many surgeons may prefer bone reduction at the alveolar crest instead of augmentation techniques. He has to choose between using a shorter and wider implant with bone reduction or using a longer and thinner implant without bone reduction. As result of alveolar crest with bone reduction or natural resorption of alveolar bone after delayed dental implant treatments after tooth extraction the crown/implant ratio increases with vertical bone loss. Along with the decrease in the vertical bone height, the length of the implant decreases, and the destructive stresses due to the increased crown/implant ratio with the increase in the height of the prosthetic superstructure are another source of concern.




In our study, a model with a length of 21 mm in the anterior mandible where dental implants will be applied and a width of 3 mm with an alveolar crest increasing towards the basal mandible was obtained with the "All-on-four" system showing bilateral posterior mandible atrophy by using computerized tomography records. In the model, 4 different models were obtained by reducing 2 millimeters of bone to each model. The aim of our study is to investigate how the stress values that occur as a result of the vertical and oblique forces applied to these models, which are obtained with different diameter, length and varying prosthetic superstructure length in different bone volumes, and the dental implants placed with the "All-on-four" technique, affect the stress accumulations and the obtained data. It is to choose the most accurate surgical planning by understanding which bone level implant applications are superior to others and giving optimal results by comparing them.

In our study, group models containing 4 different bone levels were created. In the group 1 model, the anterior mandible with a length of 18 mm and a width of 5.5 mm obtained with 3 mm bone reduction from the main model was 3.5x15 mm long, and in the group 2 model obtained with a bone reduction of 5 mm from the main model, a length of 16 mm and a width of 5.8 mm. 3.8x13 mm long to anterior mandible, 14 mm long and 6.3 mm wide anterior mandible obtained by 7 mm bone reduction from the main model in the group 3 model, 4.3x11 mm to the anterior mandible, and 12 mm obtained by 9 mm bone reduction from the main model in the group 4 model 5x9 mm long dental implants were applied to the anterior mandible with a length of 7 mm and a width of 5x9 mm, perpendicular to the lateral incisor region and at an angle of 30 to the premolar region, with the "All-on-four" technique (Medentika® GmbH, Hügelsheim Gerrmany). Vertical 100 N, 150 N, 200 N and obliquely 100 N, 100 N and 150 N forces were applied bilaterally from the 2, 4, 6 numbered teeth area in the prosthetic superstructure at an angle of 30, respectively. Von Mises stress values formed in implants, abutments, abutment screws as a result of applied forces and Maximum and Minimum Principal stress values occurring in alveolar bone were investigated by Finite Element Stress analysis.

According to result of our study, Von Mises stress values formed in dental implants increased with increasing bone reduction under vertical and oblique forces, and that these stresses concentrated in dental implants transmitted less to the alveolar bone ıt also showed that Maximum and Minimum Von Mises stresses formed in the alveolar bone decreased. There was no significant difference in Von Mises stresses formed in abutment and abutment screws. No significant difference was found in the stress values.  Von Mises stresses formed in abutment and abutment screws no significant difference was found in the stress values. Based on the results of our study, Group 4 was found to be the most ideal planning and the most optimal stress results at different bone heights in the bilateral atrophic mandible.