Farklı materyallerden üretilen dar çaplı dental implantlara ve üstyapılarına uygulanan dinamik yüklemenin stres dağılımına etkisinin değerlendirilmesi

Abstract

Amaç: Bu çalışmanın amacı, maksiller ve mandibular posterior kemik modeline yerleştirilen dar çaplı titanyum (Ti) ve titanyum-zirkonyum (Ti-Zr) implantlara ve kron restorasyonlarına, statik ve dinamik kuvvetlerin uygulanması sonrasında implantın kendisinde ve implant-kemik ara yüzeyinde meydana gelen stres değerlerini karşılaştırmaktır.Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda 3,3 mm çapında ve 10 mm uzunluğunda, Ti ve Ti-Zr alaşımdan üretilmiş, dizaynları ve yüzey özellikleri aynı olan dar çaplı implantlar (Straumann, Institut Straumann AG, Basel, İsviçre) hem maksiller hem de mandibular çene modellerine yerleştirildi. İkinci premolar diş bölgesine yerleştirilen implantlarla desteklenen simante metal-seramik kronlar tasarlanarak, toplamda 4 farklı model oluşturuldu. Bu modellere tüberkül-fossa ilişkisine göre vertikal ve oblik (uzun aksa 45 derece açı ile) olmak üzere 100 N'luk statik ve dinamik kuvvetler uygulandı. İmplant materyalinin, maksiller ve mandibular kortikal ve spongioz kemikte oluşan maksimum ve minimum asal gerilme değerlerine, implantta oluşan Von Mises gerilme değerlerine ve implantlarda meydana gelen yorulma değerlerine etkisi üç boyutlu sonlu elemanlar stres analiz yöntemiyle incelendi.Bulgular: Hem maksiller, hem de mandibular modellerdeki Ti ve Ti-Zr implantlar kendi çene modelleri içerisinde, benzer stres dağılımları göstermişlerdir. Ancak tüm modellerde Ti-Zr implantların Von Mises stres değerleri Ti implantlara oranla bir miktar daha yüksek bulunmuştur. Statik yükleme ile oblik kuvvet uygulaması sonrasında elde edilen veriler, dik kuvvet uygulamasıyla elde edilen değerlerden yüksektir. Dinamik yüklemeler sonrasında tespit edilen klinik başarı sürelerinin oblik kuvvet uygulanan modellerde, dik kuvvet uygulanan modellere göre daha az olduğu bulunmuştur.Sonuç: Çalışmamızın sınırlılıkları içerisinde elde ettiğimiz sayısal değerler; implant materyalinin, uygulanan kuvvetin tipi ve yerinin, yük transfer mekanizmalarını ve implantın klinik başarı sürelerini etkilediğini göstermiştir. Bu çalışma sonuçları maksiller ve mandibuler premolar bölgede tek diş eksiklikleri için uygulanacak implant tedavilerinde dar çaplı implant kullanımının başarılı sonuçlar sergilediğini, kullanılacak implant materyalinin sonuçlar üzerinde belirgin farklılıklar yaratmayacağını göstermiştir. Ayrıca bu çalışma, kuvvetlerin implantlara olabildiğince dik yönlendirilmesi gerektiğinin önemini göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Sonlu elemanlar analizi, dar çaplı implant, titanyum implant, titanyum-zirkonyum implant.

Aim: The aim of this study is to compare the values of stress occuring on the implant itself and implant bone interface after the application of the static and dynamic forces on the titanium (Ti) and titanium-zirconium (Ti-Zr) alloy narrow diameter implants which are placed in the posterior maxillary and mandibular bone models.Materials and Methods: In our study, two different narrow diameter implants which have 3.3 mm in diameter and 10 mm in length, made of Ti and Ti-Zr alloy and have same design and surface properties have been selected. Implants were planned to be placed in both upper and lower jaw models. As crown restoration, four different models in total were obtained by cemented metal ceramic crown representing second premolar being designed. 100 N vertical and oblic forces (45 ° angle to the long axis) were applied on these models according to tubercule-fossa relationship. The effect of implant materials on maximum and minimum principal stress values of maxillary and mandibular posterior cortical and spongious bone was evaluated with finite element analysis. Von Misses stress values of implant and fatique values occuring on implants were also evaluated with finite element stress analysis.Results: Both Ti and Ti-Zr implants in maxillary and mandibular models showed similar stress distribution within their jaw models. However, Ti-Zr implants Von Mises stress values compared to Ti implants were slightly higher in all models. The data which were obtained after the oblique force with static loading was higher than the value obtained with the perpendicular force. Duration of clinical success after dynamic loading oblique forces applied models were found to be less than the vertical forces. Conclusion: Ti-Zr and Ti conventional materials, are materials that can be used successfully in the narrow diameter implant. The numerical values obtained within the the limits of study showed that; implant material, type and location of the applied force affected load transfer mechanisms and duration of the clinical success of the implant. The result of this study showed that, implant treatment of missing teeth in maxillary and mandible premolar region with narrow diameter implants demonstrated successful results. It was determined that the implant material would not create significant differences. Furthermore, in this study, it is shown that the forces applied to the implants should be directed perpendicularly as possible.Key Words: Finite element analysis, narrow diameter implants, titanium implants, titanium-zirconium implants.