Yüksek performans polimerlerinin dayanak materyali olarak kullanımının sonlu eleman analizi ile değerlendirilmesi
Evaluation of the use of HİGH performance polymers as abutment material by finite element analysis
Yazar: NİLSU EREL
Danışman: PROF. DR. BULEM YÜZÜGÜLLÜ TÜTÜNCÜLER
Başkent Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı / Protetik Diş Tedavisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Polietereterketon = Polyetheretherketone ; Polieterketonketon = Polyetherketonketone ; Polimerler = Polymers ; Protetik diş tedavisi = Prosthetic dental treatment ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Takma diş tabanları = Denture bases

Özet:
Bu çalışmada, şu anda üzerinde çokça araştırmalar yapılan Yüksek Performans Polimerleri olarak adlandırılan, Polietereterketon (PEEK) ve Polieterketonketon'un (PEKK)  dayanak materyali olarak ve %5 mol İtriyum içeren Parsiyel Stabilize Zirkonya'nın (5Y-PSZ) monolitik üst yapı materyali olarak kullanımının implant çevresindeki kemikte, implantta ve dayanak vidasında oluşturduğu stres dağılımının incelenmesi amaçlanmıştır. Çeşitli nedenlerle kaybedilen dişlerin yerini, hem fonksiyonel, hem de estetik açıdan restore etmek amacıyla uzun süredir dental implantlar kullanılmaktadır. Kaybedilen dişin restorasyonu için kullanılan dayanak ve üst yapı materyali, hem estetik hem de fonksiyon açısından büyük önem taşımaktadır. Yıllardır sıkça kullanılan ve altın standart olan titanyum dayanaklar yerine, metal içermeyen, korozyon ihtimali olmayan, daha estetik sonuçlar vadeden ve şok absorpsiyon özelliği olan PEEK ve PEKK dayanaklar alternatif bir seçenek olmuştur. Ayrıca zirkonyaya göre de diş dokularına daha yakın elastik modülüse sahip olmaları, iletilen stres yönünden daha avantajlı materyal alternatifleri olacağını düşündürmektedir. Bu nedenle, çalışmada PEEK ve PEKK materyallerini dayanak materyali olarak kullanıp, implantta, peri-implant kemikte ve dayanak vidasında oluşan stres değişimleri incelenmiştir.  Bu çalışmada, maksiller sağ üst kesici dişin olmadığı bir üst çene modeli planlanmıştır. Titanyum implant üzerine, titanyum, zirkonya, PEEK ve PEKK olmak üzere toplam 4 farklı dayanak materyali ve üst yapı olarak ise, monolitik zirkonyadan üretilen tek kron tasarlanmıştır. Toplamda 4 farklı çalışma grubu planlanmıştır. Normal çiğneme kuvvetini taklit edecek şekilde, implantın uzun aksıyla 45 derece açı yapacak şekilde, palatinalde insizal kenarın 2mm altından olacak şekilde 178N kuvvet uygulanmıştır.  Sonlu Eleman Analizi (SEA) yöntemi, kompleks yapıları küçük elemanlara ayırarak, matematiksel olarak modelleyen ve çözümleyen sayısal bir yöntemdir. SEA sayesinde in vivo veya in vitro olarak değerlendirilmesi çok zor olan kemik yüzeyleri ve implantlar yüzeyleri gibi bölgelerin değerlendirilmesi mümkün olmuştur. Bu çalışmada da peri-implant kemikte, implantta ve dayanak vidasında oluşacak olan stresin değerlendirilmesinde üç boyutlu SEA yöntemi kullanılmıştır. Çalışmada üstyapıda oluşan stres değerleri tüm modellerde benzer ve klinik olarak kabul edilebilir değerlerdir. Ayrıca, implant, dayanak ve vidada görülen en düşük von Mises değerleri zirkonya dayanak kullanılan modeldedir. PEEK ve PEKK'den üretilen dayanaklar, implant, vida, üstyapı, kortikal ve trabeküler kemikte benzer stres değerlerine neden olmuştur. Ayrıca PEEK dayanağa sahip modelde, kortikal kemikte en yüksek gerilme değeri bulunmuştur.  Dayanak materyal seçiminde PEEK ve PEKK materyalinin kullanılmasıyla, peri-implant kemikte, implantta ve dayanak vidasında oluşacak olan stresin ve dolayısıyla implant tedavisinin başarısının etkileneceği düşünülmektedir. Bu nedenle çalışmanın sonuçlarıyla birlikte hangi dayanak ve üst yapı materyalinin seçilmesi konusunda klinik uygulamalara ışık tutması beklenmektedir.

Abstract:
The aim of this study is to examine the stress distribution created by the Polyetheretherketone (PEEK) and Polyetherketoneketone (PEKK) as abutment material in the peripheral bone, in the implant and in the abutment screw. In addition, it is aimed to examine the stress changes that will occur in the peripheral bone around the implant, the implant and the abutment screw by using 5 mol.% yttiria partially stabilized zirconia (5Y-PSZ) as the monolithic superstructure material. Dental implants have been in use for a long time in order to restore teeth lost for various reasons, both functionally and aesthetically. The abutment and superstructure material used for the restoration of the lost tooth are of great importance in terms of both aesthetics and function. Instead of the gold standard titanium abutments, which have been used frequently for years, PEEK and PEKK abutments have been an alternative option, which does not contain metal, does not have the risk of corrosion, promises more aesthetic results and have shock absorption feature. In addition, the fact that they have an elastic modulus closer to dental tissues compared to zirconia suggests that they will be more advantageous material alternatives in terms of transmitted stress. Therefore, in this study, stress changes in the implant, peri-implant bone and abutment screw were investigated by using PEEK and PEKK materials as abutment materials. In this study, a maxillary model without maxillary right upper incisor was planned. A total of 4 different abutment materials, titanium, zirconia, PEEK and PEKK, and a single crown made of monolithic zirconia were designed on the titanium implant. In total, 4 different study groups were planned.178N force was applied from palatinal region and 2mm below the incisal edge at an angle of 45 degrees with the long axis of the implant, simulating normal chewing force. Finite Element Analysis (FEA) method is a numerical method that mathematically models and analyzes complex structures by breaking them into small elements. By using FEA, it has been possible to evaluate areas such as bone surfaces and implants surfaces that are very difficult to evaluate in vivo or in vitro. In this study, the three-dimensional FEA method was used to evaluate the stress that will occur in the peri-implant bone, implant and abutment screw. The stress values occurring in the monolithic zirconia crown in the study are similar and clinically acceptable values in all models. In addition, the lowest von Mises values observed in implant, abutment and screw are in the model with zirconia abutment. Abutments produced from PEEK and PEKK caused similar stress values in implant, screw, superstructure, cortical and cancellous bone. In addition, the highest stress value was found in the cortical bone in the model with PEEK abutment. It is thought that the use of PEEK and PEKK material in the selection of abutment material will affect the stress that will occur in the peri-implant bone, implant and abutment screw, and thus the success of the implant treatment. For this reason, it is expected to shed light on clinical applications in choosing which abutment and superstructure material to use according to the results of the study.