Sabit ortodontik tedavide kullanılan seramik braketlerin yapı özelliklerinin incelenmesi

Abstract

6. ÖZET Braketler, sabit ortodontik tedavinin vazgeçilmez parçalarından birini oluşturmaktadır ve genelde metal olanları yaygın olarak kullanılırken, yakın geçmişte seramikten üretilmiş braketler de kullanıma sunulmuştur. Seramik braketler, metallere kıyasla estetik bakımından daha üstün olmalarına rağmen, klinik kullanımları sırasında kırılmaları, önemli bir dezavantaj oluşturmaktadır. Braket kırılmaları, braket üzerinde belli bölgelerde gerilimlerin yoğunlaşması ve seramiğin kristal yapısını bozacak düzeylere ulaşması sonucu ortaya çıkmaktadır. Klinik uygulamalardaki başarının artırılabilmesi için, seramik braketler deneysel çalışmalarla incelenmektedir. Bu çalışmada 4 firmaya ait polikristallin (Eclipse, 20/40m, Fascination) ve monokristalin (Starfire) alumina yapısındaki braketler deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmada ayrıca braket dizaynının braket direnci üzerindeki etkisini belirlemek üzere sonlu eleman analizi yöntemi kullanılmıştır. Braketlere ait materyal özelliklerinin belirlenebilmesi amacıyla braketlere ait özgül ağırlıklar ve gren yapılan incelenmiştir. Deneysel çalışma için özel olarak hazırlanan bir tork cihazı kullanılarak braketlerin tork kuvvetlerine karşı olan dayanıklılığı belirlenmiştir. Sonlu eleman analizinde ise monokristallin materyalden değişik yapıdaki braketlerin tork kuvvetlerine karşı dirençleri test edilmiştir.143 İncelenenler arasında, Starfire braketleri tork karşısında en dayanıklı braketler olarak saptanmıştır. Bu braketlere ait geometrik şekil özellikleri ise, üzerindeki gerilim dağılımlarını olumsuz yönde etkilerken, kullanılan monokristallin alumina, bu zayıf özelliğin önemsiz kalmasını sağlamaktadır. Fascination braketlerine ait mesial ve distal oluk kenarlarının yuvarlatılmış olması, şekil özellikleri olarak üzerine gelen gerilimlerin daha iyi dağıtılmasını sağlarken, braketlerin polikristallin aluminadan üretilmiş olması, dayanıklılığın Starfire braketlerinin altında olmasına sebep olmaktadır. 20/40 M ve Eclipse braketleri ise olası kötü üretim aşamalarına ve kullanılan polikristallin aluminaya bağlı olarak en düşük dayanıklılığı göstermiştir. Sonlu eleman analiz analizi ile deneysel çalışmaya ait sonuçlar uyum göstermiştir. Deneysel çalışmada yüksek kırılma direnci gösteren braketler yapılarında daha düşük gerilim değerleri vermiştir. Benzer şekilde materyal yapısı daha yoğun olan braketler yüksek düzeylerde dayanıklılık göstermiştir. Literatürde, üst keser dişler için tavsiye edilen tork miktarının ortalama 2000-3500 gmm arasında olduğu kabul edilmiştir. Araştırma sonuçlarımıza göre, seramik braketlerin belirtilen değerlerin üzerindeki kuvvet çiftlerine dayandıkları ve böylece klinik açıdan uygun oldukları gözlenmiştir. Ancak emniyet katsayısı açısından değerlendirildiğinde, yalnızca Starfire braketleri emniyetli bulunmuştur.

7. SUMMARY The use of brackets with fixed appliances is a very important part of treatment. Not long before, metal brackets were the only alternative for fixed appliances. While nowadays still metal ones were used, ceramic brackets have been introduced. Although ceramic brackets are more aesthetic than their metal counterparts, breakage during clinical use is a great disadvantage. Fracture on brackets occur mostly on sites, where stress concentrations contribute to failure in the crystal structure. To enhance the clinical use of ceramic brackets, investigations are done. In our study, four brackets of polycrystalline (Eclipse, 20/40, Fascination) and monocrystalline alumina structure have been investigated in vitro. Furthermore, three dimensional finite element models were constructed to study design factors, which weaken brackets. To define material properties, density and grain sizes were measured. The in vitro part of our study was conducted by a specially designed apparatus for this propose and the fracture strength of the ceramic brackets mentioned was determined. The finite element method provided information on the design factors of the brackets, which were treated as monocrystalline to neglect material properties. In our study the Starfire brackets were observed as the strongest ones, while their geometrical shape features have been determined as weak. This feature was stabilised by the material the brackets were fabricated. For the Fascination brackets had rounded corners on both sides of the slot, these brackets showed the lowest stress distributions. But the145 polycrystalline material used was not able to withstand forces more than the Starfire brackets. 20/40m and Eclipse brackets had a lower strength, because they were manufactured by polycrystalline alumina and seemed to have porosity. A parallel behaviour between the results of the finite element models, the in vitro study and measured material properties has been observed. Similarly, brackets with a more dens material could withstand higher forces. In the literature, it is assumed that a 2000-3500 gmm moment is satisfactory to torque teeth. The brackets investigated could tolerate moments of this amount. But with regard to the safety factor, only the Starfire brackets were found to be safety.