Farklı implant-abutment bağlantı tasarımlarında oluşan streslerin ve hareket serbestliğinin; 3 boyutlu sonlu elemanlar stres analiz yöntemi ile incelenmesi

Abstract

Branemark'ın osseointegrasyon kavramını ortaya attığı 1969 yılından günümüze kadar geçen sürede, implantların oral ve maksillofasiyal rehabilitasyonda klinik olarak kullanımı oldukça yaygın hale gelmiştir. İmplant tedavilerinin başarısında biyomekanik faktörler çok önemli rol oynamaktadır. Protetik yüklemenin tipi, implant-abutment bağlantı şekli, kemik-implant arayüzeyi, implant yüzey özellikleri, protezin kalitesi ve kemiğin yapısı; kemiğe iletilen yük miktarını etkileyen faktörlerin başında gelir. İmplant destekli protezlerde en uygun biyomekanik koşulları sağlamak için, protezin başarısını etkileyen biyomekanik faktörleri en iyi şekilde organize etmek, temel zorunluluktur. Diş hekimliğinde, kemik içi stres ve gerinim seviyeleri invivo olarak ölçülemediği için, biyomekanik kuralların kullanıldığı birçok invitro çalışma yapılmaktadır.Çalışmamızda; aynı çap ve boya sahip (4.2mm-10mm) 5 adet implant seçilmiştir. İmplantlara bir adet eksternal ve dört adet internal (hekzagonal, oktagonal, trilop, konik) implant-abutment bağlantı sistemine sahip abutmentlar sanal ortamda yerleştirilmiş ve abutmentların belirli noktalarından dik ve oblik yönde kuvvet ayrı ayrı uygulanarak, toplam 5 adet çalışma grubu elde edilmiştir. Çalışmamızda protetik kron kullanılmamıştır. Uygulanan kuvvetler sonucunda implantta ve implant-abutment arayüzeyinde meydana gelen Von Mises gerilme değerleri ve implant-abutment arasındaki hareket serbestliğine; implant- abutment bağlantı biçimlerinin etkisi 3 boyutlu sonlu eleman analiz yöntemi kullanılarak incelenmiştir.Çalışmamızın sonuçlarına bakıldığında; her iki yükleme altında da en yüksek stres değerleri internal hekzagonal bağlantı tasarımında görülmüştür. Bunu sırası ile eksternal hekzagonal, internal oktagonal, internal konik ve internal trilop bağlantı tasarımları takip etmiştir. Tasarım farklılıklarına bakıldığında; eşkenar çokgen geometrisine sahip bağlantı tasarımları (internal hekzagonal, internal oktagonal, eksternal hekzagonal) yuvarlak hatlı bağlantı tasarımlarına (internal konik, internal trilop) göre daha yüksek stres birikimi göstermektedir. Kenar kısımlar arasındaki açı küçüldükçe stres seviyeleri azalmaktadır. En yüksek hareket serbestlik derecesi internal konik bağlantıda görülmüştür. Bunu sırası ile internal oktagonal, internal hekzagonal, eksternal hekzagonal ve internal trilop bağlantı tasarımları takip etmektedir. Eşkenar çokgen tasarımlarda kenar kısımlar anti-rotasyonel özellik göstererek mikrohareketliliği azaltmaktadır. Kenar kısımlar arasında oluşan açı küçüldükçe hareket serbestliği artmaktadır. Oblik kuvvetler, vertikal kuvvetlerden daha fazla stres yaratmaktadır.

Since Branemark introduced the concept of osseointegration in 1969, the clinical use of implants for oral and maxillofacial rehabilitation has rapidly increased. Biomechanical factors play a substantial role in implant success or failure. Several factors such as type of loading, implant–abutment connection, bone–implant interface, implant's surface treatment, quality of prosthesis and bone property might affect the loading transmission to the bone. In order to achieve optimized biomechanical conditions for implant-supported prostheses, conscientious consideration of the biomechanical factors that influence prosthesis success is essential. Since, bone internal stress and strain can not be measured in vivo, various invitro studies are conducted by using biomechanic principles.In our study total of 5 implants were chosen with the same diameters (4.2 mm) and length (10 mm). Abutments which have one external and four internal (hexagonal, octagonal, trilope, conical) implant-abutment connections, were modelled per each implant and loaded under vertical and oblique forces which were applied seperately to the previously determined points of abutments. Thus, study was conducted with a total 5 different models. No prosthetic crowns were used. After the analysis under defined loading conditions, the effects of implant-abutment connections on Von Mises stresses and Rotational freedom, were evaluated by 3 dimensional finite element analysis method.Considering the results of our study; internal hexagonal abutment produced highest stress on both loading conditions. This was followed by sequence are external hexagonal, internal octagonal, internal conical and internal trilope. Judging the design differences; regular polygonal designs (internal hexagonal, external hexagonal, internal octagonal) showed higher stress distribution than the rounded designs (internal conical, internal trilope). The smaller the angle between the edge portions, the lower the stress is created. The internal conical connection had the highest degree of rotational freedom compared with the other connections. This was followed by sequence are internal octagonal, internal hexagonal, external hexagonal and internal trilope. For regular polygonal designs; edge portions have reduced the micromotion showing anti-rotational feature. The smaller the angle between the edge portions, rotational freedom is increased. Oblique forces created more stress values than vertical forces.