Materials selection criteria for a dental implant

Abstract

ÖZET bir diş implanti için malzeme seçim kriterleri Bu yüksek lisans tezinin amacı bir diş implanti için malzeme seçim kriterlerinin belirlemektir. Bunun için bir diş implantının katı modeli oluşturulmuş ve bu katı modelin de sonlu elemanlar modeli farklı yazılımlar kullanılarak oluşturulmuştur. Farklı yükleme koşullarının etkisi ile farklı implant uzunluklarının ve kalınlıklarının etkisi incelenmiştir. Ayrıca değişik son parça tasarımlarının implant üzerindeki etkisi için farklı son parçalar modellenmiş ve incelenmiştir. Çalışmanın başka bir aşamasında implant kemik arayüzü ile beraber modellenmiş ve değişik yüklemelerin kemik üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu modellerde farklı implant malzemeleri ve farklı kemik elastisite modülü değerleri kullanılmıştır. Çalışmada ayrıca yeni geliştirilen diş şekilli implantlar geleneksel silindirik implantlarla karşılaştırılmıştır. Kemik ve implant yüzeyindeki gerilmeler bu iki farklı implant tipi için de incelenmiştir. Bu modellerin sonucunda artan kemik modülü ile birlikte dikey gerilme değerlerinin arttığı ancak yatay gerilmelerin ve moment gerilmelerinin azaldığı, diş şekilli implantların daha yüksek kemik gerilmelerine neden olduğu, artan kemik modülü ile birlikte daha yoğun gerilme dağılımının elde edildiği, artan implant malzemesi modülü ile kemik gerilmelerinin azaldığı ancak implant gerilmelerinin arttığı ve yatay yüklerin çok daha fazla gerilmeye neden olduğu bulunmuştur. Çalışmanın son kısmında sonlu elemanlar analizi ile elde edilen sonuçların ve literatür taramasının ışığında malzeme seçimi yapılmıştır. Ayrıca diş implantı için üretim şekli seçimi de yapılmıştır. Buna göre işlenerek üretilmiş ve T16A14V veya Ti6A17Nb malzemelerinden üretilmiş bir implant önerilmiştir. Buna ek olarak gerçek bir insan dişi makroskopik ve mikroskopik olarak incelenmiştir. Sağlıklı diş çekildikten hemen sonra işlenmiş ve optik ve taramalı elektron mikroskobunda incelenmiştir.

IV ABSTRACT MATERIALS SELECTION CRITERIA FOR A DENTAL IMPLANT The aim of this master's thesis is to define the materials selection criteria for a dental implant. For doing this, the solid model of the dental implant was created, and the finite element model of the dental implant was also created using two different softwares. The effect of different loading conditions, different implant lengths and different implant diameters were investigated. Also different abutment type effects are used for models to see the effect of the abutment design. In another part of this project, the dental implant was modeled using the implant-bone interface and the stresses created by different loads on the bone are investigated. Moreover, different bone modulus values and different implant materials were used in these models. A further aim of this project is to compare the newly developed tooth-shaped implant with the traditional cylindrical-shaped implants. The stresses both on the bone and the implant surface are found and compared for these two different implant designs. As a result of these models it has been found that, with the increasing bone modulus, the vertical stress values increase, but the horizontal and moment stress values decrease, tooth-shaped implant design leads in higher bone stress, with the increasing bone modulus, a more intense stress distribution is obtained, with the increasing elasticity modulus of the material, bone stresses decrease, but implant stresses increase, and horizontal loads cause much more bone stress than other loading types. In the last part of this work, the materials selection was made with the result got from the finite element analyses and from the literature survey. Also the process selection for the manufacturing of the dental implant was made. It has been recommended that the dental implant should be manufactured by machining from Tİ6A14V or Ti6A17Nb materials. Furthermore, a natural human tooth was investigated macroscopically and microscopically. The healthy tooth was processed after pulling out, and the structure of the tooth was investigated using optical microscope and SEM.