Evaluation with finite element analysis of stresses generated by ımplants with different angles and lengths applied with the all on four technique in atrophic mandible
Atrofi̇k mandi̇bulada all on four tekni̇ği̇ i̇le uygulanan farkli açi ve boydaki̇ i̇mplantlarla oluşan stresi̇n sonlu elemanlar anali̇zi̇ i̇le değerlendi̇ri̇lmesi̇
Yazar: TOURGKAI MOUSTAFA
Danışman: PROF. DR. GÜLSÜM AK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı / Ağız, Diş, Çene Hastalıkları ve Cerrahisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry

Özet:
Diş kayıpları özellikle total dişsizlik durumunda hastaların hem estetik hem de çiğneme ve konuşma gibi bazı fonksiyonlarını etkilemektedir. Fakat yüksek miktardaki kemik rezorpsiyonu sebebiyle standart implant uygulamaları her hastaya uygulanamamaktadır. Bundan dolayı all on 4 konsepti kemik yetersizliği durumunda son yıllarda hem hekimler tarafından çok sık tercih edilen bir yöntem haline gelmiştir. Mandibular bölgede all on four sistemi anteriorda vertikal olarak 2 adet posteriorde distale açılı olarak 2 adet olmak üzere toplam  4 adet implant ve bu implantların üzerine uygulanan sabit protez sistemi ile uygulanmaktadır.
Çalışmamızda konsept olarak all on four sistemi uygulanarak farklı açılanma ve boylardaki implantların atrofik mandibula kemiği üzerinde oluşturduğu streslerin sonlu elemanlar analizi ile karşılaştırılması amaçlanmıştır. 
Atrofik mandibulada yaptığımız all on four çalışmasında; anterior bölgede aynı açı ve uzunlukta (8,5mm – 0 derece) implant, posterior bölgede 3 farklı açıda (dik - 17 derece - 30 derece)  ve 2 farklı uzunlukta (8,5 mm - 13 mm) çapları aynı olan implantlar yerleştirilerek altı farklı model elde edilmiştir. Tüm modellerde yükleme; çiğneme kuvvetini simüle edecek şekilde vertikal yönde, molar diş bölgesindeki foodstuff üzerinden bilateral olarak 100 N büyüklüğünde uygulanmıştır.
Çalışmamızın sonuçlarına göre tüm modellerde kortikal kemik üzerindeki stresin trabeküler kemik üzerindeki strese göre daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. Bunun sebebinin kortikal kemiğin implantla özellikle implant boynuyla sıkı ilişkide olması yani implanta gelen streslerin en çok biriktiği yer olan implant boyun bölgesiyle temasta olan kısım kortikal kemikken daha geniş bir yüzey alanı olan implantın geri kalanının trabeküler kemikle geniş bir temas yüzeyine sahip olmasından kaynaklı olduğu düşünülmektedir. Kortikal kemikteki stresler implantın ömrü açısından çok önemlidir çünkü bir implantta implant boyun bölgesi kuvvetlerin en çok stres oluşturduğu bölgedir ve kortikal kemik bu bölgeye komşudur.

Çalışmamızın sonucunda posterior implantlarda açılanma değeri arttıkça implant boynunda biriken stres miktarının artması dolayısıyla çözüm olarak vertikal olarak konumlandırmanın implant üzerine gelen stresleri azaltabileceği düşünülürken diğer yandan vertikal yerleştirmenin implant boyun bölgesine en yakın olan kortikal kemik üzerine en yüksek strese sebep olduğu gözlemlendiği göz önünde bulundurulmalıdır.

Abstract:
Tooth loss, especially in cases of total edentulism, affects patients' aesthetics as well as functions such as chewing and speaking. However, standard implant applications may not be suitable for every patient due to significant bone resorption. Therefore, the All-on-4 concept has become a widely preferred method by dentists in recent years, particularly in cases of inadequate bone volume. In the mandibular region, the All-on-4 system involves placing a total of 4 implants – 2 in the anterior region vertically and 2 in the posterior region distally at an angle – followed by the application of a fixed prosthesis on these implants.
Our study aims to compare the stresses generated by implants with different angulations and lengths applied using the All-on-4 system concept on atrophic mandibular bone through finite element analysis. In our All-on-4 study on atrophic mandibles, six different models were created by placing implants in the anterior region at the same angle and length (8.5mm – 0 degrees), and in the posterior region at three different angles (vertical - 17 degrees - 30 degrees) and two different lengths (8.5 mm - 13 mm) with the same diameters. In all models, loading was applied bilaterally in the vertical direction, simulating chewing forces, with a magnitude of 100 N, using the foodstuff in the molar tooth region as a reference.
According to the results of our study, it was observed that the stress on cortical bone was greater than the stress on trabecular bone in all models. It is thought that the reason for this is that the cortical bone is in a close relationship with the implant, especially with the implant neck, that is, the part in contact with the implant neck region, which is where the stress on the implant accumulates the most, is the cortical bone, while the rest of the implant, which has a larger surface area, has a wide contact surface with the trabecular bone. The stresses in the cortical bone are very important for the life of the implant because the implant neck region of an implant is the region where the forces create the most stress and the cortical bone is adjacent to this region.
As a result of our study, as the angulation value in posterior implants increases, the amount of stress accumulated in the implant neck increases, and while it is thought that vertical positioning as a solution can reduce the stress on the implant, on the other hand, it should be taken into consideration that vertical placement causes the highest stress on the cortical bone closest to the implant neck region.