Farklı implant-abutment bağlantı tipleri ile farklı materyallerden üretilen abutmentlerin doğal diş-implant destekli sabit protezlerde stres dağılımının sonlu elemanlar analiz yöntemi ile incelenmesi
Investigation of stress distribution in natural tooth-implant supported fixed prostheses of abutments made of different materials with different implant-abutment connection types finite element analysis method
Yazar: BÜŞRA EKİN KESKİN
Danışman: PROF. DR. FATİH MEHMET KORKMAZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2024
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Protetik diş tedavisi = Prosthetic dental treatment

Özet:
Bu çalışmada doğal diş ve dental implantlardan destek alan sabit protetik restorasyonlardaki farklı implant-abutment bağlantı tipleri ve farklı elastisite modülüne sahip abutent materyallerine gelen kuvvetlerin doğal diş, dental implant, bağlantı vidası, abutment, protetik materyal ve kemik üzerinde oluşturduğu streslerin sonlu elemanlar stres analizi yöntemiyle incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla 44 numaralı doğal dişten ve 46 numaralı bölgeye yerleştirilen dental implanttan destek alan üç üyeli sabit protez ve bu protezi çevreleyen kemik kesitini içeren üç adet üç boyutlu model bilgisayar ortamında sanal olarak oluşturulmuştur. Bu üç boyutlu modellerde abutment materyali olarak titanyum (Ti), zirkonya (Zr) ve hibrit (H) abutment kullanılmıştır. Ayrıca modellerde eksternal hekzagonal (EH), internal hekzagonal (İH) ve morse taper (MT) bağlantı tipleri kullanılmıştır. Çalışmamızda periodontal ligament non-lineer olarak modellenirken doğal diş, dental implant, bağlantı vidası, abutment, protetik materyal ve kemik lineer olarak modellenmiştir. Bu çalışmada premolar dişlerin her birine 100 N, molar dişe 200 N olmak üzere toplam 400 N değerinde vertikal ve oblik yönlü kuvvet uygulanmıştır. Bu kuvvetlerin kortikal ve trabeküler kemikte, doğal diş, dental implant, bağlantı vidası, abutment ve protetik materyalde oluşturduğu Von Mises stresleri incelenmiştir. 
Elde edilen sonuçlara göre çalışmadaki tüm modellerde vertikal ve oblik kuvvetler sonucunda oluşan stresler kortikal kemikte, trabeküler kemikten daha yüksek tespit edilmiştir. Ayrıca streslerin dental implant çevresindeki kortikal kemikte, doğal diş çevresindeki kortikal kemikten daha fazla yoğunlaştığı tespit edilmiştir. Vertikal ve oblik kuvvetlerde morse taper bağlantı tipine sahip olan modellerde kortikal kemikte daha düşük stres değerleri tespit edilmiştir. Vertikal ve oblik kuvvetler sonucunda doğal dişte, bağlantı vidasında ve implantta meydana gelen stresler morse taper bağlantı tipine sahip modellerde daha yüksek tespit edilmiş ve implantın boyun kısımında yoğunlaşmıştır. Titanyuma kıyasla daha rijit bir materyal olan zirkonya materyalinin abutment olarak kullanıldığı modellerde kuvvetler sonucunda daha yüksek stresler değerleri tespit edilmiştir. Bu çalışmanın sonucunda hem uygulanan kuvvetin yönünün hem de kullanılan implant-abutment bağlantı tasarımı ile abutment materyalinin doğal diş-dental implant destekli protezlerde oluşan stres değerlerini etkilediği tespit edilmiştir.

Abstract:
This study aimed to investigate the stresses generated in natural teeth, dental implants, connecting screws, abutments, prosthetic materials, and bone under forces applied to different implant-abutment connection types and abutment materials with different elastic moduli in fixed prosthetic restorations supported by natural teeth and dental implants, using finite element stress analysis. Three-dimensional computer models were created to simulate a three-unit fixed prosthesis supported by a natural tooth number 44 and a dental implant in region 46, along with the surrounding bone. Titanium (Ti), zirconia (Zr), and hybrid (H) abutments were used as abutment materials in these 3D models. Additionally, external hexagonal (EH), internal hexagonal (IH), and Morse taper (MT) connection types were employed. In our study, while the periodontal ligament was modeled nonlinearly, the natural tooth, dental implant, connecting screw, abutment, prosthetic material, and bone were modeled linearly. Vertical and oblique forces of 100 N and 200 N, respectively, were applied to each premolar tooth and molar tooth, resulting in a total force of 400 N. The Von Mises stresses generated by these forces in the cortical and trabecular bone, natural tooth, dental implant, connecting screw, abutment, and prosthetic material were analyzed.
The results showed that stresses generated by both vertical and oblique forces were higher in the cortical bone than in the trabecular bone in all models. Furthermore, stresses were found to be more concentrated in the cortical bone around the dental implant compared to the natural tooth. Lower stress values were observed in the cortical bone in models with Morse taper connections under both vertical and oblique forces. Stresses in the natural tooth, connecting screw, and implant were higher in models with Morse taper connections, particularly concentrating in the neck region of the implant. Models using zirconia abutments, a more rigid material compared to titanium, exhibited higher stress values under applied forces. In conclusion, this study demonstrated that both the direction of the applied force and the type of implant-abutment connection and abutment material affect the stress values generated in natural tooth-supported dental implant prostheses.