CAD-CAM materyalleri ile üretilen implant üstü restorasyonların farklı siman aralıklarındaki stres dağılımlarının karşılaştırılması
Comparison of stress distributions in different cement thicknesses of implant- retained fixed restorations produced with current CAD-CAM materials
Yazar: RAZİYE YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. AYŞE GÖZDE TÜRK
Ege Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2021
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: CAD/CAM = CAD/CAM ; Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Dental materyaller = Dental materials ; Dental protez-implant destekli = Dental prosthesis-implant supported ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Dental çimentolar = Dental cements

Özet:
Amaç: Güncel CAD-CAM materyalleri kullanılarak hazırlanan implant üstü protetik tek kron restorasyonlarının, siman tabakası kalınlığındaki farklılıkların statik ve dinamik kuvvetlerin uygulanması sonucu restorasyon, implant ve kemikte oluşan stres dağılımlarına etkisini değerlendirmektir.
Gereç ve yöntem: Çalışmamızda, sonlu elemanlar analizinin modelleme yazılımı ile 6 farklı üst yapı materyali ve 4 farklı siman aralığı kullanılarak mandibular sağ birinci molar bölgesine yerleştirilen 4,5 mm çapında ve 13 mm uzunluğunda implant (Astra tech AB, İsveç) ve restorasyonları, toplamda 24 adet ve 3 boyutlu olarak modellenmiştir. Aynı üretici firmanın implantlar için tasarladığı titanyum dayanak yüksekliği 8 mm, çapı 4,5 mm, gingival yüksekliği 1,5 mm ve açısı 0° olacak şekilde seçildi. Protetik restorasyon için güncel CAD-CAM materyallerinden; Zirkonya ile Güçlendirilmiş Lityum Silikat Seramik (Celtra Duo, Dentsply Sirona), Monolitik Zirkonya (Lava Plus, 3M ESPE, USA), Rezin Nano Seramik (Vita Enamic, Vita Zahnfabrik), Lityum Disilikat (IPS Emax CAD, Ivoclar Vivadent AG) monolitik olarak kullanıldı. Tabakalı protetik restorasyonlar için; veneer zirkonya restorasyonda alt yapı olarak zirkonya (ZirCAD, Ivoclar Vivadent AG), üst yapı olarak Lityum Disilikat (IPS Emax CAD, Ivoclar Vivadent AG) ve metal destekli seramik restorasyon için alt yapı olarak krom-kobalt alaşımı (Wiron 99; Bego, Bremen, Almanya), üst yapı olarak feldspatik porselen (Ceramco II; Dentsply, Burlington, ABD) kullanıldı. Farklı siman tabakası kalınlıkları olarak 25- 40 -100- 200 μm belirlendi. Analiz için elde edilen modellere, yiyecek parçacığı (Food-stuff) mantığı ile restorasyon üzerinden çiğnemeyi temsil edecek şekilde aynı anda okluzal 100 N, meziodistal 36,485 N, lingual 13,45 N şeklinde kuvvetler uygulanarak, kortikal ve spongioz kemikte oluşan maksimum ve minimum asal gerilme değerleri; implant, protetik üst yapılar, dayanak ve vida yapılarında oluşan Von Mises gerilme değerleri üç boyutlu sonlu elemanlar stres analiz yöntemiyle incelendi. Dinamik kuvvet uygulaması için yorulma değerlerine bakılarak ve bu değerlerin implant materyali üzerindeki etkisi incelendi.
III
Bulgular: Tüm analiz sonuçları incelendiğinde; üst yapı materyallerinde en yüksek von Mises değeri 193,545 MPa ile 25 μm siman tabakası kalınlığına sahip monolitik zirkonya modele aittir. Monolitik zirkonya modellerde, tüm siman aralıklarındaki stres değerleri, diğer üst yapı materyallerine kıyasla daha yüksek bulundu. Tüm dayanaklardaki (abutment) stres dağılımları incelendiğinde, birbirine yakın değerler görülse de en yüksek von Mises değeri 311,248 MPa değeri ile 40 μm siman tabakası kalınlığına sahip metal destekli seramik modelde görüldü. Vidalardaki stres dağılımları incelendiğinde, en yüksek von Mises değerinin 336,31 MPa değeri ile 100 μm siman tabakası kalınlığına sahip metal destekli seramik modelde olduğu görüldü. İmplantlardaki stres dağılımları incelendiğinde, en yüksek von Mises değeri 442,32 MPa ile 100 μm siman tabakası kalınlığına sahip metal destekli seramik modelde görüldü. Kortikal ve spongioz kemikte oluşan asal gerilme değerleri tüm modeller için benzer stres dağılımları gösterdi. Yapılan yorulma analizlerinin sonucunda klinik başarısızlık değerleri karşılaştırıldığında, en yüksek KBSS değeri 100 μm siman tabakası kalınlığına sahip metal destekli porselen modelde tespit edildi. En düşük KBSS değeri ise 40 μm siman tabakası kalınlığına sahip metal destekli porselen modelde tespit edildi.
Sonuç: Tek üye implant destekli dişler restore edilirken protetik üst yapı materyali olarak; zirkonya ile güçlendirilmiş lityum silikat, monolitik zirkonya, rezin infiltre seramik, lityum disilikat, veneer zirkonya ve metal destekli seramik kullanılması ve 25, 40, 100, 200 μm şeklinde 4 farklı siman tabakası kalınlığının uygulanması implanta, abutmenta, kortikal ve spongioz kemiğe iletilen stres açısından değerlendirildiğinde belirgin farklar göstermedi. Üst yapı materyalleri değerlendirildiğinde tüm siman aralıklarındaki monolitik zirkonya restorasyonlarda, diğer üst yapı materyallerine göre von Mises değeri en yüksek bulundu. Abutment vidasındaki stres dağılımları incelendiğinde diğer modellere göre, en yüksek von Mises stres değerinin 100 μm siman tabakası kalınlığındaki metal destekli porselen modelde olduğu görüldü. Uzun dönem klinik başarılarına göre implantlar değerlendirildiğinde, en uzun süreli sağkalım 100 μm siman tabakası kalınlığına sahip metal destekli porselen modelde, en düşük sağkalım ise 40 μm siman tabakası kalınlığına sahip metal destekli porselen modelde tespit edildi.
IV

Anahtar Kelimeler: Sonlu Elemanlar Analizi, Siman Aralığı, CAD-CAM

Abstract:
Comparison of stress distributions in different cement thicknesses of implant- retained fixed restorations produced with current CAD-CAM materials Purpose: This study aims to evaluate the effects of the prosthetic single crown restorations on the implant prepared using current CAD-CAM materials and the effects of the differences in the cement layer thickness on the stress distributions in the restoration, implant and bone as a result of the application of static and dynamic forces.
Materials and Methods: In this study, a total of 24 models which are 3D of the implant placed in the mandibular right first molar region and its restorations were created using 6 different superstructure materials and 4 different cement intervals using the modelling software of finite element analysis. To be used in the mandibular posterior region for modelling; titanium implants with a diameter of 4.5 mm and a length of 13 mm (Astra tech AB, Sweden) were used. The support made of titanium, designed by the same manufacturer for implants, was chosen to be 8 mm in height, 4.5 mm in support diameter, 1.5 mm in gingival height and 0o support angle. Zirconia Supported Listium Silicate (Celtra Duo, Dentsply Sirona), Monolithic Zirconia (Lava Plus, 3M ESPE, St. Paul, USA), Resin Nano Ceramic (Vita Enamic, Vita Zahnfabrik), Lithium Disilicate (IPS Emax CAD, Ivoclar Vivadent AG) which are among the current CAD-CAM materials for prosthetic restoration were used as monolithic. For layered prosthetic restorations; zirconia (ZirCAD, Ivoclar Vivadent AG) in the Veneer zirconia restoration as infrastructure and Lithium Disilicate (IPS Emax CAD, Ivoclar Vivadent AG) as superstructure were used. For metal-supported ceramic restoration; chromium-cobalt alloy (Wiron 99; Bego, Bremen, Germany) as infrastructure and feldspathic porcelain (Ceramco II; Dentsply, Burlington, USA) as superstructure were used. 25-40-100-200 μm were determined as different cement layer thicknesses. A force of 100 N occlusal, 36.485 N mesiodistal and 13.45 N lingual at the same time was applied first linearly to represent chewing over the restoration with the logic of food-stuff. It was examined maximum and minimum principal stress values in cortical and cancellous bone, Von Mises stress values in implant, prosthetic superstructures, abutment and screw structures by applying forces such as axial 100 N, mesiodistal 36.485 N, lingual 13.45 N simultaneously. These values were analyzed using the three- dimensional finite element stress analysis method to represent chewing over restoration with the food-stuff logic. Finally, the fatigue values for dynamic force
VI
application were examined and the effect of these values on the implant material was examined.
Results: When the stress distributions of superstructure materials were evaluated, the highest von Mises value (193,545 MPa) appeared in the monolithic zirconia model of cement thickness of 25 μm. Stress values in all cement layer thicknesses were the highest in monolithic zirconia models compared to the other superstructure materials. When the stress distributions in all abutments were examined, the highest von Mises value (311.248 MPa) was observed in the metal-supported ceramic model with a cement thickness of 40 μm. Among all abutment screws, the highest von Mises stress value (336.31 MPa) was seen in the metal-supported ceramic model with a cement thickness of 100 μm. When the stress distributions in all implants were examined, the highest von Mises value (442.32 MPa) was observed in the metal-supported ceramic model with a cement layer thickness of 100 μm. Stress values in cortical and cancellous bone showed similar stress distributions for all models. When clinical failure values were compared as a result of fatigue analysis, the highest value was found in the metal- supported ceramic model with a cement thickness of 100 μm. However, the lowest value was determined in the metal-supported ceramic model with a cement thickness of 40 μm.
Conclusion: According to the results, the use of zirconia-reinforced lithium silicate, monolithic zirconia, resin-infiltrated ceramic, lithium disilicate, veneer zirconia and metal-supported ceramics as an implant supported fixed restoration, 4 different cement thicknesses of 25, 40, 100, 200 μm did not differ in terms of stress transmission to the implant, abutment, cortical and cancellous bone. When the superstructure materials were evaluated, the highest von Mises stress value was found in monolithic zirconia restorations in all cement layer thickness. Among the abutment screws, the highest von Mises stress value was seen in the metal-supported porcelain model with a cement layer thickness of 100 μm. According to the long-term clinical success, long-term survival was found in the metal-supported ceramic model with a cement layer thickness of 100 μm while short-term survival was found in the metal-supported ceramic model with a cement layer thickness of 40 μm.
Keywords: Finite Element Analysis, Cement Thickness, CAD-CAM