Laminate veneerlerde termal ve yükleme kuvvetlerinin oluşturduğu stres dağılımının üç boyutlu sonlu elemanlar metodu ile incelenmesi
The investigation of stress patterns in porcelain laminate veneers induced by thermal and functional loads: A 3D finite element analysis study.
Yazar: ÖZLEM ÜSTÜN
Danışman: DOÇ. DR. NİLGÜN ÖZTÜRK
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry

Özet:
Bu çalışmanın amacı, 3 boyutlu sonlu elemanlar stres analizi kullanarak, farklı preparasyon dizaynları ve farklı porselen kalınlıkları simüle edilen porselen laminate restorasyonların 0°, 60° ve 120° açı ile gelen fonksiyonel yükler altındaki durumlarının ve dişe intikal eden gerilimlerin incelenmesidir. Ayrıca, 4 farklı porselen sistemi uygulanan laminate veneerlerde, fonksiyonel yüklerin diş ve porselenin yapısında yarattığı streslerin karşılaştırılması yanında, 0°C ile 60°C arasındaki oral sıcaklık değişikliklerinin porselen laminate veneerler üzerindeki etkisinin belirlenmesidir.Çalışmanın başlangıç aşamasında porselen laminate veneer ile restore edilmiş maksiller 1. keser dişi içeren 3 boyutlu matematiksel model hazırlanmıştır. Centrino Core 2 Duo 2GHz (Toshiba Satellite A200-1AH, Japan) bilgisayar ortamında SolidWorks 2006 ve CosmosWorks 2006 programlarından yararlanılmıştır. Modeldeki yapılar, homojen, izotropik ve lineer elastik olarak kabul edilmiştir.Çalışma, 3 aşamada yapılmış ve değerlendirilmiştir.Çalışmanın ilk bölümünde featheredge, insizal bevel ve palatal overlap tarzındaki insizal bitimleri simüle eden modellere 0.5 mm ve 1mm porselen kalınlıkları ile 100 ?m siman kalınlıkları ilave edildi. Analiz esnasında anterior dişlere ısırma anında gelen makaslama kuvvetlerini taklit etmek açısından, maksiller 1. keser dişin palatinal insizal kenarına 0º, 60º ve 120º lik açılarla 200 N kuvvet uygulanmıştır.Çalışmanın 2. bölümünde laminate veneer yapımında kullanılan seramik sistemlerinden IPS E-Max, Ceramco, In Ceram ve Cercon stres dağılımı açısından karşılaştırıldı. Bu amaçla, insizal bevel bitime sahip modele 500 ?m porselen kalınlığı ve 100 ?m siman kalınlığı ilave edildi. Her bir seramik sistemi için modellerin insizal kenarına 0° açı ile 200 N kuvvet uygulandı.Çalışmanın son bölümünde ise, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak çeşitli porselen laminate veneer ve diş dokularında oluşan termal stresler analiz edilmiştir. Bu amaçla, ağız içi sıcaklığı 36° kabul edilerek, 5° soğuk ve 60° derece sıcak uygulaması yapıldı. Analizi yapılan modellere ait bulgular Von Misses kriterlerine göre incelendi.Çalışmanın ilk bölümünde simüle edilen modeller gösterdikleri maksimum stres değerleri açısından kıyaslandığında; en yüksek stres değerleri 120°'lik fonksiyonel kuvvet altında 0.5 mm'lik porselen kalınlığı ve 100 µm'lik siman kalınlığına sahip overlapped preparasyon dizaynında (53.3 MPa) görülmüştür. En düşük stres değerleri ise; 0°'lik kuvvet altında 0.5 mm porselen kalınlığı ve 100 µm'lik siman kalınlığı içeren bevel preparasyon tipinde görülmüştür (22.37 MPa). Diş dokuları ve porselen laminate veneer materyallerine lateral kuvvetlerin gelmesi, dik gelen kuvvetlere gore daha fazla stress birikimine neden olmuştur. Çalışmanın ikinci bölümünde, 0°'lik kuvvet altında çeşitli porselen sistemleri stres dağılımı açısından karşılaştırılmış ve en yüksek stres değeri Ceramco'da görülürken, en düşük değer Cercon'da görülmüştür. Çalışmanın son bölümünde gerçekleştirilen termal analizde ise, hem 5°C hem de 60°C sıcaklık uygulamasında en yüksek stres değeri In-ceram'da görülürken, en düşük stres değeri Ceramco'da görülmüştür. 5°C soğuk uygulaması sonucu diş dokuları ve restorasyonda 60°C sıcaklık uygulamasına göre daha fazla stres konsantrasyonları meydana gelmiştir.Anahtar sözcükler: laminate veneer; stres; termal.

Abstract:
The aim of this study is to investigate the functional stress patterns in porcelain laminate veneers with different preparation designs and different porcelain thickness under 0°, 60° and 120° functional loads. On the other hand, four different porcelain systems were compared for the stress distribution on tooth structures and porcelain veneers under functional loads. Also the effect of thermal changes between 0°C and 60°C on porcelain laminate veneers were investigated.At the starting stage, a three dimensional mathematical model of a central incisor restored with a laminate veneer were prepared with a computer (Toshiba Satellite A 200-1AH, Japan) using Solidworks 2006 and Cosmosworks 2006 softwares. Materials used in this study were assumed as homogenous, isotropic and linear elastic.The study were conducted and analyzed in 3 stages.In the first part of study, porcelain veneers with 3 different preparation designs (incisal overlap, incisal bevel and featheredge) were modeled. Cement layer of 100 ?m of luting composite resin was assumed, and a thickness of 0.5 mm -1 mm of porcelain veneers were used. All models were loaded at 0, 60 and 120 degrees to the long axis of the tooth to determine the stresses under some different angulations of loads that may occur during mastication. 200 N total force was applied from the incisal edge of the models.In the second part of study, the following restorative materials were used for modeling: IPS E-Max, Ceramco, In Ceram and Cercon. A three dimensional finite element model of a maxillary incisor was digitized, including all the different porcelain systems with incizal bevel design. Cement layer of 100 ?m of luting composite resin was assumed, and a thickness of 500 ?m of porcelain veneers were used. A total of 200 N masticatory load was applied from the incisal edge of the all models with 0 degrees angulation.In the last part of the study, thermal stress distributions in tooth structures and porcelain veneers were analyzed using a three dimensional finite element analysis. The thermal load applied to the 3D tooth model having an initial temperature of 36°C simulated the draught of a cold (5°C) and hot (60°C) liquid.When the simulated models in the first stage of the study were compared according to the stress distributions, maximum stresses were recorded in the overlapped design (53.3 MPa) with 0.5 mm porcelain thickness and 100µm cement thickness under 120° functional load. Min. stresses recorded in the bevel preparation design (22.37 MPa) with 0.5 mm porcelain thickness and 100µm cement thickness under 0° functional load. Lateral forces produced more stress on the tooth and laminate material than vertical forces.In the second part of the study different porcelain systems were evaluated under 0° functional load. The max. stress values were recorded in Ceramco while the min. values recorded in Cercon.In the last part of the study, In ceram showed the maximum stress levels both in 60°C and 5°C while Ceramco scored min. stress levels. 5°C thermal loading created more stresses than 60°C thermal loading on the restorative materials tested in this study.Keywords: Laminate veneer; stress; thermal.