Dental implant frezlerinin drillemesi sırasında farklı yoğunluktaki kemiklerde açığa çıkan ısının sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesi
Evaluation of the heat released in bones of different density during the drilling of dental implant burs by finite element analysis
Yazar: SELEN ONAT
Danışman: DOÇ. DR. NUR ALTIPARMAK
Başkent Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Delme = Drilling ; Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Frezeleme = Milling ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Termal analiz = Thermal analysis ; İrrigasyon = Irrigation

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, osteotomi sırasında farklı yoğunluktaki kemiklerde oluşan ısının sonlu elemanlar analizi ile ölçülmesi, kemiğin soğuma süresinin hesaplanması, farklı sıcaklık derecelerindeki irrigasyonların kemikte oluşan ısıya etkisinin değerlendirilmesi ve primer implant yuvası frezlenirken komşu implant yuvasında oluşan termal değişikliklerin gözlemlenmesi amaçlanmaktadır.
Gereç ve Yöntem: İmplant frezlerinin oluşturduğu ısının gözlemlenmesi amacıyla 3 farklı yoğunluktaki kemiğin Misch sınıflamasına göre (D1, D2/D3 ve D4) kortikal ve spongiyoz modelleri oluşturulmuştur. Her modele 3 farklı çaptaki frezlerle (2.8 mm, 3.5 mm ve 4.2 mm) 25°C ve 10°C irrigasyonlar altında ve irrigasyon olmadan frezlemeler yapılmıştır. Frezleme işlemi bittikten sonra, 180 sn boyunca soğuma verileri gözlemlenmiştir. Osteotomi sırasında kemikte ve komşu implant yuvasında oluşan ısı değerleri ve sonrasındaki soğuma verileri sonlu elemanları termal stres analizi ile hesaplanmıştır.
Bulgular: Tüm kortikal kemik modellerindeki primer implant yuvası osteotomilerinde, irrigasyon olduğu takdirde kemikte oluşan sıcaklık 47°C'yi geçmemiştir. 10°C irrigasyon solüsyonu kullanıldığında, 25°C irrigasyona göre etkili bir sıcaklık düşüşü görülmüştür. Frezlemelerden sonra irrigasyonun devam etmesi veya sadece beklenmesi, kemik sıcaklığını kritik eşiğin altına düşürmüştür. İrrigasyon altındaki ostetomilerde, en yüksek kortikal kemik sıcaklıkları D1 kemik modelinde ölçülmüştür ve kortikal kemik yoğunluğu azaldıkça kemikte oluşan sıcaklık değerleri de azalmıştır.
Sonuç: İmplant osteotomisi sırasında, özellikle D1 kemikte, soğutulmuş irrigasyon kullanılması ve frezleme aralarında mutlaka kemiğin soğuması için irrigasyona devam edilmesi, ayrıca birden fazla implantın yapılacağı durumlarda tüm implant yuvaları hazırlandıktan sonra implantların yerleştirilmesi önerilmektedir. Böylece kemikte oluşabilecek termal hasar minimumda tutulabilir. Çalışmamızın sonuçları her ne kadar önceki in vitro çalışmalarla uyumlu bulunsa da elde edilen sonuçların doğrulanması için in vivo çalışmalara ihtiyaç vardır.

Abstract:
Aim: In this study, it is aimed to measure the heat generated in bones of different densities during osteotomy with finite element analysis, to calculate the cooling time of the bone, to evaluate the effect of irrigations at different temperatures on the heat generated in the bone, and to observe the thermal changes occurring in the adjacent implant socket while the primary implant socket is being drilled.
Materials and Methods: In order to observe the heat generated by the implant burs, cortical and cancellous models were created according to the Misch classification (D1, D2/D3 and D4) of 3 different densities of bone. Each model was drilled with burs of 3 different diameters (2.8 mm, 3.5 mm and 4.2 mm) under irrigations at 25°C and 10°C and without irrigation. After the drilling process was finished, the cooling data was observed for 180 seconds. The heat values formed in the bone and adjacent implant socket during osteotomy and the subsequent cooling data were calculated by finite element thermal stress analysis.
Results: In primary implant socket osteotomies in all cortical bone models, the temperature formed in the bone did not exceed 47°C in case of irrigation. An effective temperature reduction was observed when using 10°C irrigation solution compared to 25°C irrigation. Continuing or simply waiting for irrigation after drilling lowered the bone temperature below the critical threshold. In osteotomies under irrigation, the highest cortical bone temperatures were measured in the D1 bone model, and the temperature values formed in the bone decreased as the cortical bone density decreased.
Conclusion: Using cooled irrigation and continuing irrigation to cool the bone between milling is advised during implant osteotomy, especially in D1 bone. If more than one implant will be placed, it is advised to insert the implants after all implant sockets have been prepared. As a result, there will be less thermal injury to the bone. In vivo investigations are required to confirm the findings, even if our study's findings were found to be consistent with those of earlier in vivo studies.