All-on-4 konseptinde anterior implant pozisyonlarının, implant çaplarının, protetik altyapı materyallerinin ve bruksizmin stres dağılımına etkisinin sonlu elemanlar analizi yöntemiyle incelenmesi
The effect of anterior implant positions, implant diameters, prothetic framework materials and bruxism on stress distribution in all-on-4 concept by finite element analysis
Yazar: TAYGUN SEZER
Danışman: PROF. DR. KEREM KILIÇ
Erciyes Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2021
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Bruksizm = Bruxism ; Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Maksilla = Maxilla ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis ; Takma diş tabanları = Denture bases

Özet:
Bu çalışmanın amacı; maksillar all-on-4 konseptinde, anterior implant konumlarının, bruksizmin, protetik altyapı materyallerinin ve implant çaplarının stres dağılıma etkisini sonlu elemanlar analizi ile değerlendirmekti. Analizler 3 grupta gerçekleştirildi. Grup 1' de 3 farklı anterior implant pozisyonunun stres dağılımına etkisi değerlendirildi. Grup 2' de 3.3 mm ve 4.1 mm çapında implantlarla desteklenen iki farklı all-on-4 modeli tasarlandı. Sağlıklı ve bruksist bireylerin ısırma kuvvetlerini temsil eden iki farklı yükleme koşulu altında oluşan stresler değerlendirildi. Grup 3' te krom-kobalt, polietereterketon, titanyum ve zirkonya olmak üzere 4 farklı alt yapı ile 4 farklı all-on-4 modeli tasarlandı. Sağlıklı ve bruksist bireylerin ısırma kuvvetlerini temsil eden iki farklı yükleme koşulu altında oluşan stresler değerlendirildi. Bütün gruplarda posterior implantlar distale 30 ̊ eğimli, anterior implantlar aksiyal olarak yerleştirildi. Kemik, implant ve protetik komponentler ayrı ayrı modellenerek birbirlerine sıkıca bağlandı. Kemik dokuda oluşan von Mises ve principal stresler, implant ve protetik komponentlerde oluşan von Mises stresler değerlendirildi. Kortikal kemikte trabeküler kemikten daha fazla stres oluştu. Stresler daha çok posterior implantlar ve çevresindeki kemikte yoğunlaşırken, protetik yapılarda daha çok anterior bölgede yoğunlaştı. En yüksek von Mises stresler kronlarda, en düşük stresler trabeküler kemikte oluştu. Grup 1' de, anterior implant konumlarının santral dişten, kanin dişe değiştirilmesi implant çevresi kemikteki stresleri düşürdü. Grup 2' de, implant çapının artması ile trabeküler kemik, dayanak ve kronlarda oluşan stresler artarken, kortikal kemik, implantlar ve alt yapıdaki stresler azaldı. Brusksist yükleme altında her iki modelde de kortikal kemikteki kompresiv stresler aşırı yükleme sınırını aştı. Genel olarak 4,1 mm çapındaki implantlar 3,3 mm çapındaki implantlara göre tercih edilebilir stres değerleri gösterdi. Grup 3' te, biyomekenik olarak krom-kobalt altyapı en uygun sonuçları gösterirken, zirkonya ve PEEK altyapılar benzer stres değerleri oluşturdu. Titanyum altyapı, kemik doku ve çevre yapılarda diğer altyapı materyallerden daha fazla gerilim oluşturdu. Bruksist yükleme altında pik minimum principal stresler bütün modellerde kortikal kemiğin basma dayanımını ve titanyum altyapıya sahip modelde pik maksimum principal değeri kortikal kemiğin çekme dayanımını aştı. Ayrıca bruksist yükleme altında titanyum altyapıya sahip modelde pik von Mises değeri dayanakların yield sınırını aştı. All-on-4 konseptinde stres dağılımı anterior implantların konumlarından, implant çaplarından, protetik altyapı materyallerinden ve bruksizmden etkilendi.

Abstract:
The aim of this study was to evaluate the effects of anterior implant positions, bruxism, prosthetic framework materials and implant diameters on stress distribution in the maxillary all-on-4 concept with finite element analysis. Analyzes were carried out in 3 groups. In group 1, the effect of 3 different anterior implant positions on stress distribution was evaluated. In group 2, two distinct all-on-four models were prepared supported by 3.3- and 4.1-mm diameter implants. Under two distinct loading conditions representing the bite forces of healthy and bruxist individuals, the stresses were evaluated. In Group 3, 4 different all-on-4 models were designed with 4 different prosthetic framework as cobalt- chrome, polyetheretherketone, titanium and zirconia. Under two distinct loading conditions representing the bite forces of healthy and bruxist individuals, the stresses were evaluated. In all groups, posterior implants were tilted distally, approximately 30° to the occlusal plane, and anterior implants were placed axially. Bone, implant, and prosthetic components were modelled separately and were tightly connected to each other. The von Mises and principal stresses in the bone tissue and the von Mises stresses in the implant and prosthetic components were evaluated. There were more stresses on cortical bone than on trabecular bone. The stresses on bone tissue and implant components were concentrated around the posterior implants, whereas stresses on prosthetic structures were concentrated in the anterior region. The highest von Misses stresses occurred in the crowns, whereas the lowest stresses occurred in the trabecular bone in all models. In group 1, changing the anterior implant positions from the central tooth to the canine tooth reduced the stress on the bone around the implant. In group 2, with increasing implant diameter, the stresses on trabecular bone, abutments, and crowns increased, whereas the stresses on cortical bone, implants, and infrastructure decreased. Compressive stresses in the cortical bone exceeded the overload limit in both models under bruxist loading. Generally, 4.1-mm diameter implants showed more favourable stress distribution, compared with 3.3-mm diameter implants. In Group 3, chromium-cobalt framework showed the most favorable results in biomechanically, while zirconia and polyetheretherketone frameworks created similar stress values. Titanium framework created more stress in bone tissue and surrounding structures than other framework materials. The peak minimum principal stresses under bruxist loading exceeded the compressive strength of the cortical bone in all models and the peak maximum principal value exceeded the tensile strength of the cortical bone in the model with titanium framework. In addition, in the model with titanium framework under bruxist loading, peak von Mises value exceeded the yield limit of abutments. In the All-on-4 concept, stress distribution was affected by the positions of the anterior implants, implant diameters, prosthetic framework materials and bruxism.