Farklı altyapı materyalleriyle üretilmiş diş-implant destekli sabit protezlerdeki stres dağılımının sonlu elemanlar analizi yöntemiyle incelenmesi
Investigation of stress distribution in dental-implant supported fixed dentures manufactured with different infrastructure materials by finite element analysis method
Yazar: KAĞAN SERTEL
Danışman: PROF. DR. FATİH MEHMET KORKMAZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental implantasyon = Dental implantation ; Dental implantlar = Dental implants ; Dental materyaller = Dental materials ; Dental postlar = Dental posts ; Dental protez-implant destekli = Dental prosthesis-implant supported ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Bu çalışmada doğal diş ve dental implant destekli sabit protetik restorasyonlarda kullanılan farklı elastisite modülüne sahip protetik materyallere gelen kuvvetlerin doğal diş, dental implant, bağlantı vidası, abutment, protetik materyal ve kemik üzerinde oluşturduğu streslerin sonlu elemanlar stres analizi yöntemiyle incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla 34 numaralı doğal dişten ve 36 numaralı bölgeye yerleştirilen dental implanttan destek alan üç üyeli sabit protez ve bu protezi çevreleyen kemik kesitini içeren üç adet üç boyutlu model bilgisayar ortamında sanal olarak oluşturulmuştur. Bu üç boyutlu modellerde protetik materyal olarak krom-kobalt (Cr-Co), zirkonya (Zr) ve polieter eter keton (PEEK) kullanılmıştır. Çalışmamızda periodontal ligament non-lineer olarak modellenirken doğal diş, dental implant, bağlantı vidası, abutment, protetik materyal ve kemik lineer olarak modellenmiştir. Bu çalışmada premolar dişlerin her birine 100 N, molar dişe 200 N olmak üzere toplam 400 N değerinde vertikal ve oblik yönlü kuvvet uygulanmıştır. Bu kuvvetlerin kortikal ve trabeküler kemikte oluşturduğu maksimum-minimum asal stresler ile doğal diş, dental implant, bağlantı vidası, abutment ve protetik materyalde oluşturduğu Von Mises stresleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre PEEK materyalinin kullanıldığı modelde vertikal ve oblik kuvvet uygulamaları sonucunda doğal diş, protetik restorasyon ve bağlantı vidası üzerinde oluşan Von Mises stresleri ile peri-implant kortikal kemikte oluşan minimum asal stresler diğer modellere göre daha yüksek tespit edilmiştir. Vertikal kuvvet uygulaması sonucunda Cr-Co ve Zr materyalinin kullanıldığı modellerde peri-implant kortikal kemikte oluşan minimum asal stresler kemiğin tüm bölgelerinde benzer dağılım gösterirken, PEEK materyalinin kullanıldığı modelde peri-implant kortikal kemiğin distalinde yoğunlaşmıştır. Modellerin tümünde oblik kuvvetlerin kortikal kemik üzerinde oluşturduğu minimum asal stresler vertikal kuvvetlere göre daha yüksek tespit edilmiştir. Bu çalışmanın sonucunda doğal diş-dental implant destekli sabit protezlerde, PEEK materyaline kıyasla daha rijit materyaller olan Zr ve Cr-Co kullanılmasının, yükleme sonucunda peri-implant bölgede oluşan streslerin dağılımlarını ve büyüklüklerini olumlu yönde etkilediği görülmüştür.  Doğal diş-dental implant destekli sabit protezlerde elastisite modülü yüksek protetik materyallerin kullanılması biyomekanik açıdan daha avantajlı olabilir.

Abstract:
The aim of this study is to investigate the effect of different prosthetic materials with different modulus of elasticity used in tooth-implant supported fixed prosthetic restorations on stress distribution and magnitude of teeth, dental implants, connection screws, abutments, prosthetic material and bone using final element stress analysis method. Three 3D models containing three-unit fixed prosthesis supported by natural tooth 34 and dental implant placed in region 36, and bone section surrounding this prosthesis were created virtually in the computer environment. Cobalt-chromium (Co-Cr), zirconia (Zr) and polyether ether ketone (PEEK) were used as prosthetic materials in these three-dimensional models. In this study, while the periodontal ligament was modeled non-linearly, natural tooth, dental implant, connection screw, abutment, prosthetic material and bone were modeled linearly. A total force of 400 N was applied to the models in vertical and oblique directions; each 100 N on the premolar teeth and 200 N on the molar tooth. Maximum-minimum principal stresses created by these forces in cortical and trabecular bone and Von Mises stresses created in natural teeth, dental implants, connection screws, abutments and prosthetic materials were investigated by finite element stress analysis method. In our findings, the Von Mises stresses on the natural tooth, prosthetic restoration and connection screw as a result of vertical and oblique force applications and the minimum principal stresses on the peri-implant cortical bone were found to be higher in the model using PEEK material than in the other models. As a result of vertical force application, while the minimum principal stresses have a similar distribution of all regions in the peri-implant cortical bone of the models in which Co-Cr and Zr materials were used, the stresses were concentrated in the distal part of the peri-implant cortical bone in the model in which the PEEK material was used. In all models, stresses created by the oblique forces on the cortical bone were measured higher than the vertical forces. As a result of this study, it has been observed that the use of Zr and Cr-Co, which are more rigid materials compared to PEEK material, positively affect the distribution and magnitude of stresses in natural tooth-dental implant supported fixed prostheses. The use of prosthetic materials with a high modulus of elasticity in natural tooth-dental implant supported fixed prostheses may be more advantageous in terms of biomechanics.