Alt çene tam ve kısmi dişsizlik vakalarında diş, implant ve diş-implant destekli hareketli protez uygulamalarında protetik yapılar ve çevre dokulardaki stres, gerinim ve yer değiştirmenin 3 boyutlu sonlu elemanlar stres analiz yöntemi ile değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı; mandibular diş, implant ve diş-implant destekli hareketli protezlerde, kortikal ve trabeküler kemiğin, protezin, dentinin, implantın, periodontal ligament ve tutucu elemanların biyomekanik davranışını, üç boyutlu sonlu elemanlar stres analizi ile değerlendirmektir. Üç boyutlu dişsiz mandibula modelinde dört farklı tasarım oluşturulmuştur. 1. tasarımda, kanin dişler bölgesinde iki adet implant, 2. tasarımda iki kanin diş, 3. tasarımda iki kanin diş ve ikinci molarlar bölgesinde iki adet implant ve 4. tasarımda kanin ve ikinci molar dişler bölgesinde ikişer adet implant locator tutucularla birlikte alt çene hareketli protez desteği olarak kullanılmıştır. Yükleme, sol kanin, premolar ve molar dişlerin cusp tepelerinden vertikal olarak toplam 100 N olarak uygulanmıştır. Sonlu elemanlar stres analizinde 3. ve 4. tasarımlar, 1. ve 2. tasarımlarla kıyaslandığında daha az yer değiştirme ve mukozada daha düşük temas basıncı ve basma stresleri göstermiştir. 4. tasarımda implant çevresi kortikal kemikte, locatorda, locator matrisinde ve housing parçada yükleme yapılmayan taraf posterior implantında en yüksek stresler oluşmuştur. 3. tasarımda posterior bölgeye implant yerleştirilmesiyle kanin dişlerde dentin ve periodontal ligamentte oluşan stresler azalmıştır. Posterior bölgeye implant yerleştirilmesiyle, ikinci molar bölgesinde trabeküler kemikte oluşan gerinim değerleri artmıştır. Posterior implant çevresindeki kortikal kemikte oluşan en yüksek değerler, kemikte rezorbsiyona neden olabileceği belirtilen en yüksek değerlerin altında görülmüştür. Dişsiz alveoler krette oluşan gerinim değerleri Frost’un kemik yapımı ve rezorpsiyonunu tanımladığı stimulasyon pencere aralığı değerlerinin alt sınırına yakın olduğu, posteriora implant yerleştirilmesiyle bu bölge kemiğinde oluşan gerinimlerin arttığı ve stimulasyon pencere aralığı değerleri içinde oluştuğu görülmüştür. En yüksek stresler dört implant kullanılan tasarımda posterior implantta, locator parçada, locator matrisinde ve housing parçada oluşmuştur. Elde edilen stres değerleri materyallerin dayanma sınırının altında oluşmuştur. Bu streslerin ve gerinimlerin, kemik rezorbsiyonu ve locator tutucu parçaya olan etkilerinin uzun dönemli klinik çalışmalarla değerlendirilmesi gerekmektedir. The aim of this study is to evaluate the biomechanical behavior of trabecular and cortical bone, denture, dentin, implant, periodontal ligament, and retentive elements on tooth, implant and implant-tooth supported removable overdenture prosthesis by three dimensional finite element analysis. Four different designs were constructed in 3 dimensional edentulous mandibular model. In the first design, two implants on canine tooth region; in the second design, two canine teeth; in the third design, two canine teeth and two implants on second molar region and in the fourth design, two implants each with locator retentive on canine and second molar region were used as mandibular removable overdenture prosthesis support. Loading was applied vertically on left canine, premolar and molar teeth with a total of 100 N. Designs 3 and 4 showed lower displacement and low contact pressure and compressive stresses at mucosa when compared with model 1 and 2 on finite element analysis. Cortical bone around posterior implants, locator abutment, locator matris and housing at unloaded posterior implant sites showed higher stresses in design 4. Stress values of periodontal ligament and dentin was decreased with the placement of implant at posterior region in model 3. With the placement of implant at posterior region, the strain values were increased on trabecular bone in second molar region. The highest stresses that occur on cortical bone around the posterior implant were lower than the highest values indicated to cause bone resorption. The results showed that strain values occurred on edentulous posterior alveoler ridge were close to the lowest values of numerical analyses of stimulus window scale defined for bone apposition and resorption by Frost; with placement of implant to posterior region strain values were increased in this bone region and all strain values were grouped in Frost’s stimulus window scale. The highest stress values were obtained on posterior implant, locator, matris and housing in design where four implants were used. The stress values were below materials endurance limit. However, effects of obtained stress and strain values on bone resorption and locator retention should be evaluated with long term clinical studies.