Titanyum abutment ve metal destekli restorasyonlara alternatif peek materyallerinin kullanımı sonrası peri-implant kemikte, implantta, kronda, abutmentta ve vidada oluşan streslerin sonlu elemanlar stres analizi ile karşılaştırması
Comparison the stresses occurring in the peri-implant bone, implant, superstructure, abutment and screw after using peek materials, which are alternative to titanium abutments and metal-supported restorations, by finite element stress analysis
Yazar: SAMET TEKİN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YALÇIN DEĞER
Dicle Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2017
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Dental materyaller = Dental materials ; Dental restorasyon = Dental restoration ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Polietereterketon = Polyetheretherketone ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Günümüzde teknolojinin ve insan sağlığına verilen önemin artmasıyla implant tedavileri artmıştır. İmplant tedavileri gerçekleştirildikçe bu tedavilerin başarısını arttırmak için yapılan çalışmalar da artmaktadır. İmplant tedavisinde titanyum, dayanak olarak yüksek başarı oranlarıyla kullanılmaktadır. Benzer şekilde metal alaşım destekli porselenler rutin olarak kullanılan materyallerdir.
İmplantların ağızda sağlıklı ve uzun süreli kalması için ise en uygun biyomekanik koşullar sağlanmalıdır. Kortikal ve trabeküler kemikte oluşan ve kemik rezorpsiyonuna neden olan stresler, implant materyallerinden, implant tasarımından, üst yapı materyallerinden, üst yapı materyallerinin tasarımından ve yükleme koşullarından etkilenmektedir. İmplant tedavisinin başarısını daha üst seviyelere çekmek için birçok çalışma yapılmaktadır.
Üç boyutlu sonlu elemanlar stres analizi gerek maddi açıdan gerekse hassas olmasına karşın kolay uygulanabilirliği sayesinde birçok mühendislik alanı ile son zamanlarda tıp ve diş hekimliğinde de kullanımı oldukça yaygındır ve in vivo çalışmalarla tespit edilmesi mümkün olmayan birçok stres analizinin bilgisayar ortamında rahatlıkla uygulanmasını sağlamaktadır. PEEK (poli-eter-eter-keton) biyouyumluluğu, beyaz rengi ve kemiğe yakın mekanik özellikleri sayesinde kron köprü restorasyonları, implant tedavisi ve hareketli protetik restorasyonlarda alt yapı ve üst yapı materyali olarak kullanılabilmektedir.
Çalışmamızın amacı titanyum abutment ve metal destekli restorasyonlara alternatif PEEK materyallerini kullanarak yükleme sonrası peri-implant kemikte, implantta, üst yapıda, abutmentta ve vidada oluşan stresleri sonlu elemanlar stres
XXIV
analizi sayesinde karşılaştırmak ve neticesinde boyun rezorpsiyonlarını daha düşük seviyelere çekmeye çalışmaktır.
GEREÇ VE YÖNTEM
Çalışmamızda 3,8 mm çaplı 10,5 mm boyunda 4 adet titanyum implant üzerine; 2 adet titanyum, 2 adet PEEK abutment, üst yapı olarak da 2 adet metal destekli porselen ve 2 adet monolitik üretilen PEEK üst santral restorasyonun 3 boyutlu modellemesi yapıldı ve 4 ayrı grup elde edildi. Kortikal ve spongioz kemiğin ve kullanılan materyallerin meshing işlemi sonrası poisson oranı ve young modülü değerleri programa yüklendi. Üst santral dişin palatinal yüzeyine insizal kenarın 2 mm altından uzun eksene 45°'lik 178N oblik kuvvet uygulandı ve analiz gerçekleştirildi. Peri-implant kemikte, implantta, üst yapıda, abutmentta ve vidada oluşan en yüksek çekme, basma ve Von Mises stres değerleri dağılımları incelendi ve birbirleriyle karşılaştırıldı.
BULGULAR VE SONUÇLAR
Peri-implant kemikte meydana gelen stresler tüm gruplar incelendiğinde; birbirine oldukça yakın seviyelerdedir. Fakat kemikte meydana gelen stresler kron materyalinin değişimi sonucu, abutment materyalinin değişimine göre daha fazla etkilenmiştir. Kemikte meydana gelen stresler; kron materyali olarak metal destekli seramik kron, abutment materyali olarak ise PEEK abutment kullanımı sonucu kemikte daha az stres oluşumu gözlenmiştir.
İmplantta meydana gelen stresler tüm gruplar incelendiğinde; kron materyalinin değişiminden belirgin bir şekilde etkilenmemiştir. Abutment materyalinin değişimi sonucu ise, elastik modülü daha fazla olan titanyum abutmentların kullanımı ile implantta meydana gelen streslerin, PEEK abutmentların kullanımı sonrası meydana gelen streslere göre daha az olduğu gözlenmiştir.
Abutmentta meydana gelen stresler tüm gruplar incelendiğinde; abutment materyalinin değişimi sonucu kron materyalinin değişimine göre daha fazla etkilenmiştir ve elastik modülü az olan PEEK abutmentların kullanımı ile PEEK, kendi üzerindeki stresleri implanta ve vidaya iletmesi sonucu abutmentta daha az
XXV
stres oluşumu sağlamıştır. Kron materyali olarak ise PEEK kron kullanımı, yine abutmentta meydana gelen streslerde azalma sağlamıştır.
Kronda meydana gelen stresler tüm gruplar incelendiğinde; abutment materyali açısından titanyum abutment kullanılan gruplarda, PEEK abutment kullanılan gruplara göre daha az stres oluşumu gözlenmiştir. Kron materyali açısından ise PEEK kron kullanılan gruplarda PEEK, kendisi üzerinde meydana gelen streslerin, metal destekli seramik kron kullanılan gruplara göre daha az olmasını sağlamıştır.
Vidada meydana gelen stresler tüm gruplar incelendiğinde; abutment materyali açısından titanyum abutmentların kullanımı ile çok daha az stres oluşumu gözlenmiştir. Kron materyali açısından ise PEEK kron kullanımı, titanyum abutment üzerinde kullanıldığı gruplarda vidada meydana gelen stresleri azaltmış, PEEK abutment üzerinde kullanıldığında ise PEEK kron kullanımı vidada meydana gelen stresleri arttırmıştır.
PEEK materyali, gelen kuvvetler sonucu kendisinin üzerinde oluşan stresleri tüm testlerde azalttığı gözlenmiştir.
Çalışmamızın sonunda protetik materyallerin değiştirilmesiyle implant sisteminde streslerin azaltılabileceği görülmektedir.
Çalışmamızın sonuçları in vitro ve in vivo olarak uzun süreli araştırmalar ile desteklenmesi gerekmektedir. Modifikasyonlar ve materyal özelliklerinin iyileştirilmesi ile PEEK materyalinin klinik diş hekimliği uygulamalarının arttırılabileceği görüşündeyiz.
ANAHTAR KELİME: PEEK, Sonlu elemanlar analizi, Dental implant

Abstract:
Comparison The Stresses Occurring In The Peri-Implant Bone, Implant, Superstructure, Abutment And Screw After Using PEEK Materials, Which Are Alternative To Titanium Abutments And Metal-Supported Restorations, By Finite Element Stress Analysis
Today, implant treatments have increased with the increase of technology and the importance of human health. As implant treatments are performed, studies are being done to increase the success of these treatments. In dental implant treatment, titanium is used as the abutment with high success rates. Similarly, metal alloy supported porcelains are routinely used materials.
Optimal biomechanical conditions should be provided for the healthy and long-term maintenance of implants in the mouth. Stresses that occur in the cortical and trabecular bones and cause bone resorption are affected by implant materials, implant design, superstructure materials, design of superstructure materials and loading conditions. Many studies are done to attract higher levels of success of implant treatment.
Three-dimensional finite element stress analysis for use in the recently medicine and dentistry with many engineering fields thanks to easy application, although sensitive both in terms of material should stress analysis is quite common and is detected by in vivo studies to ensure its smooth implementation in computer environment that can not be a lot of stress analysis.
PEEK (poly-ether-ether-ketone) can be used as substructure and superstructure material in crown and bridge restorations, implants treatment and removable dentures due to biocompatibility, white color and close to its mechanical properties to bone
The aim of our study is to compare the stresses occurring in the peri-implant bone, implant, superstructure, abutment, and screw after loading using PEEK materials, which are alternative to titanium abutments and metal-supported
XXVII
restorations, by finite element stress analysis and to try to draw bone resorption to lower rates.
MATERIAL AND METHODS
In our study, 4 titanium implants with a diameter of 3,8 mm and a length of 10,5 mm; 2 pieces of titanium, 2 pieces of PEEK abutment, 2 pieces of metal supported porcelain as superstructure and 2 pieces of monolithic PEEK upper central restoration were made as 3 dimensional model and 4 different groups were obtained. After meshing of cortical and spongiosal bone and used materials, poisson ratio and young module values were loaded. Oblique force of 45° 178N was applied to the palatal surface of the upper central incisor 2 mm below the incisal edge and analysis was performed. The highest tensile, compressive and Von Mises stress distributions in the peri-implant bone, implant, superstructure, abutment and screw were examined and compared with each other.
RESULTS AND CONCLUSIONS
The stresses that occur on the peri-implant bone are closely related to each other when all groups are examined. But the stresses on the bone were more affected by the change of the crown material than by the change of the abutment material. Stresses that occur in the bone were metal-supported ceramic crowns as the crown material and PEEK abutment as the abutment material showed less stress on the bone.
The stresses on the implant were not significantly affected by the change of the crown material when all groups were examined. It has been observed that the use of titanium abutments with a higher elastic modulus after replacement of the abutment material results less stress on the implant than on the stresses after use of the PEEK abutments.
When all the groups of stresses on the abutment are examined; the change of abutment material was more affected than the change of crown material and with the use of PEEK abutments with low modulus of elasticity, PEEK provides less stress on
XXVIII
its own stresses which transmits to the implant and screw. The use of PEEK crowns as a crown material has reduced the stresses that occur on the abutment.
When all groups of stresses on the crown are examined, less stress was observed in groups of titanium abutment in terms of abutment material than in groups using PEEK abutment. In the case of the PEEK crown in terms of the crown material, PEEK has provided less stresses on its own than in the metal-supported ceramic crowns.
When all the groups of stresses on the screw are examined, much less stress was observed with the use of titanium abutments for abutment material. The use of PEEK crown in terms of crown material has reduced the stress on the screw in the groups used on the titanium abutment, when used on PEEK abutments, the use of PEEK crown increased stress on the screw.
The use of PEEK material showed that the stresses on the resultant force were reduced in all tests on itself.
At the end of our study, it can be seen that the stresses in the implant system can be reduced by changing the prosthetic materials.
The results of our study should be supported by long-term investigations in vitro and in vivo. By improving the modifications and material properties, clinical dentistry applications of PEEK material can be increased.
KEYWORDS: PEEK, Finite element analysis, Dental implant