Mandibular all-on-four implant tasarımları ve monolitik zirkonya tam ark sabit protetik üst yapılar ile hazırlanan farklı modellerde biyomekanik incelemeler: Üç boyutlu sonlu elemanlar stres analiz yöntemi

Abstract

Mandibula tam dişsizlik durumlarında, hastaların fonksiyonel ve estetik beklentilerinin artmasına paralel olarak implant destekli pek çok tedavi yöntemi geliştirilmiştir. Özellikle son yıllarda mandibular all-on-four implant tasarımları ve tam ark sabit protezler hekim ve hastalar tarafından tercih edilmektedir.Araştırmamızda; mandibular all-on-four implant tasarımları ve monolitik zirkonya ile monolitik lityum disilikat tam ark sabit protetik üst yapılar ile hazırlanan farklı modellerde biyomekanik incelemelerin üç boyutlu sonlu elemanlar stres analiz yöntemi ile değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Bu kapsamda araştırmamızda, 5 mm ve 9 mm olan 2 farklı kantilever uzunluğuna sahip ve posterior implantlar için 15o ve 30o iki farklı implant açılanmasına sahip olan ve protetik üst yapı olarak monolitik zirkonya ve monolitik zirkonya+lityum disilikat materyaller kullanılarak 8 mandibuler all on four implant içerikli model hazırlanmıĢtır.All on four implant tasırımlarına göre tam dişsiz mandibula için 8 farklı tedavi planlaması oluşturulmuştur.1. All on four tasarımı-mandibula tedavi planlaması (15-5): Anterior iki implant lateral kesici diĢler bölgesine, çift taraflı ve dik olarak yerleştirilmiştir. Posterior implantların apikal kısımları 2. premolar dişler hizasında servikal bölgesi 1. molar dişin mezial yarısı hizasında olacak şekilde ve okluzyon düzlemine göre 15o distale açılandırılmış olarak yerleştirilmiştir. Kantilever uzunluğu 5 mm olarak tespit edilmiştir. Tam ark monolitik zirkonya destekli sabit protez yapılmıştır.2. Birinci tedavi planlaması ile aynı parametrelere sahip ancak protetik restorasyon farklıdır. Tam ark sabit protez için monolitik zirkonya alt yapı üzerine monolitik lityum disilikat üst yapı ile zirkonya destekli seramik protez yapılmıştır.3. All on four tasarımı-mandibula tedavi planlaması (15-9): posterior implantlar okluzyon düzlemine göre 15o distale açılandırılmış olarak yerleştirilmiştir. Kantilever uzunluğu 9 mm olarak tespit edilmiştir. Tam ark monolitik zirkonya destekli sabit protez yapılmıştır.4. Üçüncü tedavi planlaması ile aynı parametrelere sahip ancak protetik restorasyon farklıdır. Tam ark sabit protez için monolitik zirkonya alt yapı üzerine monolitik lityum disilikat üst yapı ile zirkonya destekli seramik protez yapılmıştır.5. All on four tasarımı-mandibula tedavi planlaması (30-5): posterior implantlar okluzyon düzlemine göre 30o distale açılandırılmış olarak yerleştirilmiştir. Kantilever uzunluğu 5 mm olarak tespit edilmiştir. Tam ark monolitik zirkonya destekli sabit protez yapılmıştır.6. Beşinci tedavi planlaması ile aynı parametrelere sahip ancak protetik restorasyon farklıdır. Tam ark sabit protez için monolitik zirkonya alt yapı üzerine monolitik lityum disilikat üst yapı ile zirkonya destekli seramik protez yapılmıĢtır.7. All on four tasarımı-mandibula tedavi planlaması (30-9): posterior implantlar okluzyon düzlemine göre 30o distale açılandırılmıĢ olarak yerleştirilmiştir. Kantilever uzunluğu 9 mm olarak tespit edilmiştir. Tam ark monolitik zirkonya destekli sabit protez yapılmıştır.8. Yedinci tedavi planlaması ile aynı parametrelere sahip ancak protetik restorasyon farklıdır. Tam ark sabit protez için monolitik zirkonya alt yapı üzerine monolitik lityum disilikat üst yapı ile zirkonya destekli seramik protez yapılmıştır.Araştırmamızda bilateral yükleme, 1. molar yüklemesi, frontal vertikal yükleme ve frontal açılı yükleme olmak üzere 4 farklı yükleme tipi kullanılmıştır. Bilateral yüklemede her iki posterior bölgeden 1. Premolar, 2. premolar ve 1. molar dişin bukkal tüberkül tepelerinden 100 N olmak üzere toplam 300 N eş zamanlı kuvvet uygulanmıştır. 1. molar yüklemesinde sağ kantilever uzantısının merkezinden okluzyon düzlemine 30o açılı olarak 150 N kuvvet uygulanmıştır. Frontal vertikal yüklemede her iki santral diş arasından merkezden dik olarak 250 N kuvvet uygulanmıştır. Frontal açılı yüklemede her iki santral diş arasından merkezden bukko-lingual olarak 30o açılı 100 N kuvvet uygulanmıştır.Kortikal kemik ve spongioz kemikte maksimum ve minimum asal gerilme stresleri, implant ve alt yapılarda ise von Mises stres miktarlarının ve dağılımlarının incelenmesi ve karşılaştırılması yapıldı. Araştırmamızın sonuçlarına göre kantilever uzunluğu arttıkça kortikal ve spongioz kemikte maksimum ve minimum asal gerilme stresleri artmıştır. Monolitik lityum disilikat + monolitik zirkonya seramik tam ark köprü protezlerinde, monolitik zirkonya seramik köprü protezlerinden daha yüksek maksimum ve minimum asal gerilme stresleri meydana gelirken implant von Mises değerlerinde belirgin fark yoktur. Posterior implant açılanması 15⁰ den 30⁰ ye çıktığında kortikal kemik maksimum ve minimum asal gerilme değerlerinde belirgin fark olmazken implant von Mises değerleri azalmıştır.

In the case of complete toothlessness of the mandible, many implant-assisted treatment methods have been developed in parallel with the increasing functional and aesthetic expectations of the patients. Especially in recent years, mandibular all-on-four implant designs and full-arch fixed prostheses are preferred by dentists and patients.In our study; it is aimed to evaluate the biomechanical examinations of different models prepared with mandibular all-on-four implant designs and monolithic zirconia and monolithic lithium disilicate full arch fixed prosthetic structures by three dimensional finite element stress analysis method. In this contex, we used monolithic zirconia and monolithic zirconia + lithium disilicate materials as prosthetic superstructures, with two different implant lengths of 5 mm and 9 mm and 15 and 30 degrees for posterior implants, and 8 mandibular all on four implant model has been prepared.According to all four implant desings, 8 different treatment plans were created for a complete toothless mandible.1. All four design-mandibular treatment planning (15-5): The anterior two implants are placed bilaterally and perpendicular to the lateral incisor teeth region. The apical parts of the posterior implants were placed angled to the first premolar teeth and the cervical region to be in the mesial half of the first molar tooth and 15⁰ distant from the occlusion plane. The length of the cantilever was determined to be 5 mm. Fixed prosthesis with full arch monolithic zirconia support was made.2. It has the same parameters as the first treatment plan but the prosthetic restoration is different. A monolithic lithium disilicate superstructure and a zirconia-supported ceramic prosthesis were made on the monolithic zirconia substrate for a full arch fixed prosthesis.3. All on four design-mandibular treatment planning (15-9): posterior implants were implanted in 15° distal angles relative to the occlusion plane. The length of the cantilever was determined to be 9 mm. Fixed prosthesis with full arch monolithic zirconia support was made.4. It has the same parameters as the third treatment plan, but the prosthetic restoration is different. A monolithic lithium disilicate superstructure and a zirconia-supported ceramic prosthesis were made on the monolithic zirconia substrate for a full arch fixed prosthesis.5. All on four design-mandibular treatment planning (30-5): posterior implants were placed at 30⁰ distal angled to the occlusion plane. The length of the cantilever was determined to be 5 mm. Fixed prosthesis with full arch monolithic zirconia support was made.6. It has the same parameters as the fifth treatment plan but the prosthetic restoration is different. A monolithic lithium disilicate superstructure and a zirconia-supported ceramic prosthesis were made on the monolithic zirconia substrate for a full arch fixed prosthesis.7. All ten four design-mandibular treatment planning (30-9): posterior implants wereplaced in 30° distal angles relative to the occlusion plane. The length of the cantilever was determined to be 9 mm. Fixed prosthesis with full arch monolithic zirconia support was made.8. It has the same parameters as the seventh treatment plan but the prosthetic restoration is different. A monolithic lithium disilicate superstructure and a zirconia-supported ceramic prosthesis were made on the monolithic zirconia substrate for a full arch fixed prosthesis.Four different loading types were used in our study; bilateral loading, first molar loading, frontal vertical loading and frontal angled loading. Bilateral occlusion: A total of 300 N right and 300 N left posterior bilateral forces were applied bilaterally, 100 N from the buccal tubercule peaks of the first premolar, second premolar and first molar teeth in both posterior regions. First molar loading: 150 N force was applied to the occlusion plane at the angle of 30⁰ from the center of the right cantilever extension. Frontal vertical loading: 250 N force was applied perpendicularly from both central teeth. Frontal angled installation; 100 N force with 30⁰ angle was applied from the center between the two central teeth bukko-lingual.Maximal and minimum principal stresses in cortical bone and spongiosal bone, von Mises stresses and distributions in implants and inferior structures were examined and compared. According to the results of our study, the maximum and minimum principal stresses in the cortical and spongiosal bones increased as the length of the cantilever increased. Monolithic lithium disilicate + monolithic zirconia ceramic full arch bridge dentures have higher maximum and minimum principal stresses than monolithic zirconia ceramic bridge dentures, but there is no significant difference in implant von Mises values. When the posterior implant angulation increased from 15⁰ to 30⁰, implant von Mises values decreased while there was no significant difference in cortical bone maximum and minimum principal stress values.