Atrofik posterior mandibular kretlerde farklı boy çap açı ve dizaynlarda yerleştirilen implantlarda ve çevre kemikte meydana gelen streslerin sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesi

Abstract

Amaç: Atrofiye uğramış mandibular posterior bölgelerde geleneksel yöntemlerle implant uygulanırken anatomik limitasyonlarla karşılaşılabilinmektedir. Bu durumun üstesinden gelebilmek için geliştirilen, inferior alveolar sinir lateralizasyonu, distraksiyon osteogenezisi ve blok greft uygulamaları ile değişen oranlarda başarı elde edilebilmektedir ancak bu teknikler çeşitli komplikasyonlara neden olabilmektedir. Kısa implantlar ve açılı implantlar atrofik çenelerde ya da alveolar kemik yüksekliğinin anatomik yapılar nedeniyle sınırlı kaldığı durumlarda ek cerrahi işlemler uygulanmasına gerek kalmadan implant yerleştirilebilmesine olanak tanımaktadır. Çalışmamızda 3 boyutlu sonlu elemanlar stres analizi yöntemini kullanarak implant uzunluğu, çapı ve yerleştirilme açısının; kortikal, spongioz kemik ve implantlarda oluşturduğu streslerin analiz edilip kıyaslanması amaçlanmıştır.Gereç ve Yöntem: Mandibular birinci molar dişin kaybına bağlı olarak atrofiye uğramış alveolar kemik segmentini içeren mandibula modeli ve beş farklı implant modeli implant üstü yapılarıyla beraber 3 boyutlu sonlu elemanlar stres analizi ile değerlendirilmek üzere sanal olarak oluşturuldu. Açılı implantların 3.75 mm çap, 10 mm uzunluğa sahip ve dişin uzun aksına 15°, 20°, 25° açı ile yerleştirilecek şekilde, kısa implantların da 4.5 mm çap, 6 mm uzunluk ve 5.0 mm çap, 7.5 mm uzunluğa sahip olacak şekilde modellemesi yapıldı. Her modele 150 N vertikal ve 150 N bukkolingual açılı kuvvet uygulandı. Oluşan stresler Algor Fempro (Algor Inc., ABD) programı ile incelendi.Bulgular: Kortikal kemikte oluşan asal stresler spongioz kemikte oluşan asal streslerden daha yüksek değerlerde olmuştur. Oblik kuvvet altında kortikal kemikte, spongioz kemikte ve implantlarda daha yüksek stres değerleri oluşmuştur. Oblik kuvvet altında kortikal kemik kısmında en yüksek sıkışma ve gerilme stresi değeri15° açılı implant modelinde görülürken en düşük sıkışma ve gerilme stresi değeri 7.5 mm uzunluk ve 5 mm çapa sahip kısa implant modelinde görülmüştür.Sonuç: Vertikal ve oblik kuvvet altında modellerin kortikal kemik, spongioz kemik kısımlarında ve implantlarda kısa implant modellerinde daha düşük stres değerleri oluşmuştur. Tüm modellerde elde edilen sıkışma ve gerilme stres değerleri, kortikal ve spongioz kemiğin sıkışma ve gerilme eşik değerlerinin altında ölçülmüştür. İmplantlarda oluşan Von Mises stres değerleri implantın kırılma direncinin altında ölçülmüştür. Mandibular posterior bölgede kısa implant uygulamasının açılı implant uygulamasına göre daha iyi bir seçenek olabileceği değerlendirilmiştir.

Aim: Atrophic ridges in the posterior mandible present serious limitations for conventional implant placement. Different techniques for dealing with this problem have been developed, with varying results. The most common approaches include block grafts, lateralization of the inferior alveolar nerve, and alveolar distraction osteogenesis techniques, but these procedures are often accompanied by complications. Short implants and tilted implants allow the placement of the implants into the atrophic jaws or cases that alveolar bone height limited by anatomical structures without additional surgical augmentation procedures. Our aim was to analyze and compare the effects of implant length, diameter and tilting on stress distributions of cortical, cancelleous bone and implant body using using 3-dimensional (3-D) finite element stress analysis (FESA).Material and Method: A 3-D FESA model of a atrophic mandibular section of bone with missing first molar tooth was developed, and five different implant models with prosthetic components were developed. The standart implant models with 3.75 mm diameter and 10 mm lenght were placed with 15°, 20°, 25° angulations buccolingually to the long axis of the tooth, while the short implant models with 4.5 mm, 5 mm diameter and 6 mm, 7 mm length respectively were placed perpendicular to the oclusal plane. A vertical load of 150 N and a buccally-oriented (45) oblique load of 150 N was applied to the crown. The stresses created were analyzed with Algor Fempro (Algor Inc., USA) program.Results: The results demonstrated that the principal stresses in the cortical bone were higher than the principal stresses in the spongious bone. Oblique forces created higher stress values than vertical forces. The highest compressive and tensile stress values in the cortical bone portion under the oblique force were observed in the 15° angle implant model, while the lowest compressive stress and tensile stress values were found in the short implant model with 7.5 mm length and 5 mm diameter.Conclusion: Under vertical and oblique force , lower stress values were observed in cortical bone, spongious bone parts and implants in short implant models than tilted implant models. The compressive and stress stress values obtained in all models were below the compressive (~ -167 Mpa) and tensile (~121 Mpa) threshold values of the cortical and spongios bone. The Von Mises stress values that occur in the implants were below the fracture resistance of the implant (~900 Mpa). It has been evaluated that short implant application in mandibular posterior region may be a better option than buccolingually tilted implant application.