All-On-Four konsepti kullanılarak farklı tasarımlar ve materyallerle üretilen protezlerin stres dağılımının sonlu elemanlar analiz yöntemi ile incelenmesi
'evaluation of stress distribution of prosthesis produced with different designs and materials using the All-On-Four concept with finite element analysis method'
Yazar: DAMLA GÜNEŞ ÜNLÜ
Danışman: DOÇ. DR. KEREM KILIÇ
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Dental materyaller = Dental materials ; Dental protezler = Dental prosthesis ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Diş protezi tasarımı = Dental prosthesis design ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis

Özet:
Bu çalışmanın amacı; tam dişsiz üst çenede all on four tekniğine göre yerleştirilmiş implantlar üzerine yapılan 4 farklı alt ve 2 farklı üstyapıda, 3 farklı kantilever uzunluğunda, 3 farklı implant açısında ve farklı implant boyları ve çaplarında tasarlanan 3 boyutlu modellerin implant, dayanak, vida, implant çevresindeki kemik ve protezde oluşturduğu stresleri sonlu elemanlar analiz yöntemi ile değerlendirmektir.
Anterior bölgede implantlar lateral kesiciler bölgesinde vertikal yönde, posterior implantlar ise premolarlar bölgesinde distale eğimli olacak şekilde konumlandırıldı. İlk analiz için, iki farklı çapta(3.3mm-4.1mm), 3 farklı boyda (8-10-12 mm) implantlar modellendi.  İkinci analiz için posterior implantların açıları 15-30-45 derece distale eğimli olacak şekilde modelleme yapıldı, üçüncü analiz için ark uzunluğu değiştirilmeden kantilever uzunlukları 7-10-14 mm olacak şekilde modeller tasarlandı. Dördüncü analiz için ise tam dişsiz üst çenede all-on-four tekniğine göre yerleştirilmiş implantlar üzerine titanyum, zirkonya, Cr-Co ve polietereterketon (PEEK) materyallerinden oluşan kesik diş formunda hibrit alt yapılar tasarlanarak üst yapı protezleri monolitik zirkonya ve nano seramikle güçlendirilmiş hibrit kompozit olacak şekilde modellendi. Modellerde en distaldeki dişin (16-26) oklüzal yüzeylerinden linguale doğru 30 derece açı ile 100 N kuvvet uygulanarak yükleme yapıldı. Kemikte basma ve çekme stresleri implant, vida, dayanak ve alt yapılarda ise von Mises stres miktarları ve dağılımları incelendi.
 Çalışma sonucunda implant çapı arttıkça kemik ve protetik komponentlerdeki stres değerlerinin azaldığı, implant boyu arttıkça stres değerlerinde belirgin bir fark oluşmadığı görüldü. Kantilever uzunluğu arttıkça kemikte çekme ve basma stres değerlerinin; implant, dayanak, vida ve altyapıda von Mises stres değerlerinin arttığı belirlendi. Kantilever miktarı sabit tutulduğunda, posterior implantlarda distale eğim arttıkça kemikte çekme ve basma streslerinin; implant, dayanak, vida ve altyapıda von Mises stres değerlerinin arttığı belirlendi. Farklı altyapı materyalleri kullanılarak tasarlanan hibrit protezlerde altyapıda oluşan stres miktarları büyükten küçüğe Cr-Co, zirkonya, titanyum, PEEK altyapıda olduğu bulundu. Farklı altyapı materyalleri kullanılarak tasarlanan hibrit protezlerde kemikte, implantlarda ve protetik komponentlerde, stresin büyükten küçüğe PEEK, titanyum, zirkonya, Cr-Co altyapılarda oluştuğu tespit edildi. Hibrit protez tasarımında üstyapı materyali olarak monolitik zirkonya kullanımının, nanoseramikle güçlendirilmiş kompozit blok kullanımına göre kemikte, implantlarda, altyapılarda ve protetik komponentlerde oluşan stres miktarını azalttığı görülmüştür. 

Anahtar kelimeler: All On Four, Sonlu Elemanlar Stres Analizi,  Dental İmplant, Stres Dağılımı, Polietereterketon (PEEK)

Abstract:
The aim of this study was to evaluate the stress generated by 3D Models which were designed in 4 different substructure and 2 different suprastructure, 3 different cantilever length, 3 different implant angulation and different implant length and diameters made on implants that were positioned according to all-on-four concept at completely edentulous maxilla on implant, abutment, screw, bone and prosthesis surrounding the implant through finite element analysis method.
In anterior region, implants were positioned vertically in lateral incisor region while the posterior implants were positioned in the premolar region as tilting to distal. For the first analysis, implants that have two different diameters (3.3mm-4.1mm) and 3 different lengths (8-10-12 mm) were modelled. For the second analysis, the angles of the posterior implants were modelled to be tilting to distal at 15-30-45 degrees in posterior region and for the third analysis, models with cantilever lengths 7-10-14 mm were designed without changing the arch length. For the forth analysis, hybrid substructures in the form of prepared-tooth formed of titanium, zirconia, Cr-Co and polyetheretherketone (PEEK) materials were designed on the implants placed at completely edentulous maxilla according to the all-on-four technique and suprastructure prosthesis was modelled as monolithic zirconia crowns and polymer infiltrated ceramic composite. In the models, a force of 100 N load was applied with a 30-degree angle to the occlusal plane from the lingual side of first molar teeth (16-26). Minimum principle stress and maximum principle stress on the bone and amount and distribution of von Mises stress on the implant, screw, abutment and frameworks were examined.
At the end of the study, it was seen that as the implant diameter increased, the stress values in bone and prosthetic components decreased and there was no significant difference in stress values as the implant size increased. It was determined that minimum principle stress and maximum principle stress increased and von Mises stress increased on implant, screw, abutment and substructure as the cantilever length increased. When the cantilever length was not changed and the tilt to the distal in the posterior implants increased, it was found that minimum principle stress and maximum principle stress increased on the bone and von Mises stress increased on implant, screw, abutment and frameworks. It was found that stress amounts generated in the hybrid prostheses that were designed using different framework materials were maximal in Cr-Co, zirconia, titanium, PEEK frameworks respectively. The stress on the bone, implants and prosthetic components in the hybrid prostheses that were designed using different framework materials were maximal in PEEK, titanium, zirconia and Cr-Co respectively. It was also seen that using monolithic zirconia as the suprastructure material in hybrid prosthesis designs reduced the amount of stress generated on the bone, implants, frameworks and prosthetic components compared to using polymer infiltrated ceramic composite blocks.
Keywords: All on Four, Finite Element Analysis, Dental Implant, Stress Distribution, Polietheretherketon (PEEK)