Titanyum ve polieter eter keton (PEEK) subperiosteal çene implantlarının biyomekanik etkilerinin sonlu elemanlar metodu ile incelenmesi

Abstract

Amaç: Bu çalışmanın amacı, standart olarak aynı protetik parçaları ve üst yapıları olan, fakat Titanyum ve %60 Karbon fiber ile güçlendirilmiş Polieter eter keton (PEEK) materyalinden üretilen subperiosteal implant sistemlerinin maksiller kemiğe yerleştirildikten sonra okluzal kuvvetler altında oluşan streslerin ölçülmesi ve karşılaştırılmasıdır.Gereç ve Yöntem: Titanyumdan üretilmiş yeni nesil subperiosteal implant gövdesi ve fiksasyon vidalarına sahip model ile %60 karbon fiber ile güçlendirilmiş PEEK materyalinden üretilmiş yeni nesil subperiosteal implant gövdesi ve fiksasyon vidalarına sahip iki farklı model oluşturulmuştur. Uygulanan dik ve oblik kuvvetlerin sonucunda bu modellerde; subperiosteal implant sisteminde ve kemikte oluşan stres değerleri, dağılımları ve yoğunlaşma bölgeleri incelenmiştir. Sonlu elemanlar stres analizi sonucunda uygulanan 3 farklı kuvvet protokolü sonucunda subperiosteal implant gövdesi, fiksasyon vidaları, kortikal ve spongioz kemikteki von Misses stres, Maksimum asal stres ve Minimum asal stres değerleri ve dağılımları incelenmiştir.Bulgular: Oluşturulan bütün senaryolarda titanyumdan üretilmiş yeni nesil subperiosteal plak ve fiksasyon vidaları üzerinde oluşan von Mises değerleri, %60 karbon fiber takviyeli PEEK materyalinden üretilen subperiosteal plak ve vidalar üzerindeki streslerin yaklaşık iki katı daha fazla bulunmuştur. Genel olarak titanyum ve karbon fiber destekli PEEK materyalinden üretilen subperiosteal implantlar kemikte benzer stres değerleri oluşturduğundan dolayı kemik üzerinde benzer biyomekanik davranış sergilemiştir. Sonuç: Çalışma sonuçlarına göre %60 karbon fiber destekli PEEK materyali kemik üzerinde titanyum subperiosteal implantlar ile benzer biyomekanik davranış sergilediğinden ötürü titanyum materyaline alternatif olarak düşünülebilmektedir. Bu materyalin dental subperiosteal implant materyali olarak rutin kullanılabilmesi için uzun dönemli invivo çalışmalarla desteklenmesi gerekmektedir.

Aim: The aim of this study is to examine the stresses that will occur under occlusal forces on the cortical bone, spongious bone and the subperiosteal implant systems made of Titanium and %60 Carbon fiber reinforced Polyether ether ketone (PEEK) material.Materials and Methods: Two different models of subperiosteal implant systems made of Titanium and %60 Carbon fiber reinforced Polyether ether ketone (PEEK) material. As a result of vertical and oblique forces, the stress values and distrubutions on the subperiosteal implant systems and bone were examined. After applying the three different force protocols, von Mises stress, Maximum principal stress and Minimum principal stress values and distribution on tha subperiosteal implant body, fixation screws, cortical and spongious bone were analysed by finite element analysis. Results: In all scenarios, the von Mises values on the Titanium subperiosteal implant system were found to be approximately twice on the 60% carbon fiber reinforced PEEK subperiosteal implant system.plates. Subperiosteal implants produced from titanium and carbon fiber reinforced PEEK material exhibited similar stress values on cortical and spongious bone.Conclusion: According to the results of this study, 60% Carbon fiber reinforced PEEK material can be considered as an alternative material to titanium since it exhibits similar biomechanical behavior with titanium subperiosteal implants on cortical and spongious bone. In order to be routinely used as dental subperiosteal implant material, it should be supported by long-term in vivo studies.