DENTAL MPLANTLARIN B YOMEKAN VE SONLU ELEMANLAR STRES ANAL Z YÖNTEM UYGULAMALARI

Transkript

1 A.Ü. Di Hek. Fak. Derg. 39(2) 87-95, 2013 DENTAL MPLANTLARIN B YOMEKAN VE SONLU ELEMANLAR STRES ANAL Z YÖNTEM UYGULAMALARI Biomechanical Aspects Of Dental mplants And Considerations Based On Finite Element Stress Analysis Emel SOYKAN * Gürcan ESK TA ÇIO LU ** Elif ÜNSAL *** Nilsun BA I **** ÖZET mplant n çi neme kuvetlerine kar koymas ve bu kuvvetleri protez-implant ve kemik sisteminde mekanik dengeyi sa layacak ekilde iletmesi implant n uzun dönem ba ar s nda önemli rol oynar. mplantlara etki eden kuvvetler çi neme sisteminin ve protetik materyallerin biyomekanik özelliklerinden etkilenir. Çi neme kaslar n n uygulad çi neme kuvvetleri çene kemiklerine iletilirken canl dokular n fizyolojik limitler içinde etkilenmesi ve a r streslerin olu mamas için iletim yolar nda (di ler, kökleri ve periodonsiyumlar, protez materyalleri, implant) ortaya ç kacak stresin belirlenmesi gerekir. Kemik, di gibi biyolojik malzemelerde stres analizini gerçekle tirmek güç oldu undan modelinin haz rlanarak analiz edilmesi gerekir. Sonlu elemanlar stres analiz yöntemi, implantlardaki streslerin de erlendirilmesinde kullan lan teorik yöntemlerden biridir. mplantlarda uygulanan stres analiz çal malar, klinsyenin tedavi seçenekleri aç s ndan yönlendirici olacak ve uzun dönem ba ar oran n ar racakt r. Anahtar Kelimeler: Dental implant, biyomekanik, stres analizi, sonlu elemanlar stres analiz yöntemi ABSTRACT The resistance of the implant aganist the masticatory forces and transferring these forces through prosthetic-implant-bone system so as to provide mechanical balance plays an important role in the long-term success of the implant. The forces that affect implants are effected by the biomechanical properties of the masticatory system and prosthetic materials. The stress which will occur on the transmission pathways (teeth, roots and periodontium, prosthetic materials, implant) should be determined, so that excess stresses do not form and vital tissues are effected minimally when the masticatory forces of the masticatory muscles are transferred to the jaw bones. Since it is difficult to perform stress analyses of biological materials, such as bone, teeth, the models of these materials should be formed. Finite element stress analysis method is one of the theoretical methods used for evaluating the stresses in the implants. Stress analysis studies of implants will be a guide for the treatment options of the clinician and will increase the rate of the success. Key words: Dental implant, biomechanics, stress analysis, finite element stress analysis method Giri mplant n çi neme kuvvetlerine kar koymas ve bu kuvvetleri protez-implant ve kemik-implant sisteminde mekanik dengeyi * Dr.Dt., Serbest Di hekimi ** Prof, Dr, Van Yüzüncü Y l Üniversitesi Di hekimli i Fakültesi Potetik Di Tedavisi Anabilim Dal *** Prof.Dr, Ankara Üniversitesi Di hekimli i Fakültesi Periodontoloji Anabilim Dal **** Dr.Dt., Ankara Üniversitesi Di hekimli i Fakültesi Periodontoloji Anabilim Dal

2 88 EMEL SOYKAN- GÜRCAN ESK TA ÇIO LU- EL F ÜNSAL- N LSUN BA I sa layacak ekilde iletmesi implant ba ar s nda ve osseointegrasyonun bozulmadan kalmas nda son derece önemlidir. mplantlara etki eden kuvvetler çi neme sisteminin ve protezin biyomekanik özelliklerinden etkilenirler. Biyomekanik, biyolojinin konusunu olu turan varl klar n davran lar n n incelenmesinde mekani in kullan lmas d r (1). Bu varl klar öncelikle biyolojik malzeme, yani kas, kemik, di, vücut s v lar gibi doku ve organlarla tedavi ve protetik amaçlarla kullan lan materyallerdir. Biyomekani in içeri i; uygulanan kuvvetlerin eksternal etkileri, internal etkileri (stres analizleri), mekanik özellikler, s v mekani i ve s transferidir. Ba -boyun bölgesindeki stresleri belirlemek, kontrol etmek ve yeniden da tmak için uygulanan kuvvetlerin ve kuvvetlere kar koyacak materyallerin mekanik özelliklerinin bilinmesi gerekir. A z içindeki fonksiyonel ve parafonksiyonel kuvvetler karma k yap sal cevaplar olu turur. Uygun stres analiz tekniklerinin kullan lmas, oral dokular ve restorasyon materyallerin özelliklerinin iyi bilinmesi sayesinde olu an stresler tan mlanabilir. Böylece tedavi seçeneklerinin klinik etkinli i önceden tahmin edilebilir. Osseointegrasyonun a z içi kuvvetleri kar s nda uzun süre korunabilmesi, implant çevresinde stresleri kar layabilecek yap sal ve mekanik özelliklere sahip kemik dokusunun bulunmas na ba l d r. Kemik dokusu uygulanan kuvvetin karakteri, büyüklü ü ve etki süresine ba l olarak ki iler aras nda farkl mekanik özellikler gösterir. Kemi in kuvvetlere kar verece i cevap bu mekanik özelliklerle do rudan ili kilidir (2). Dental implantlar etkileyen in vivo kuvvetlerin bilinmesi, bu kuvvetlerin dokulara iletilme ekli, implant çevresindeki kemikte olu an stres ve deformasyonun kontrol edilmesi implant ba ar s aç s ndan bilinmesi gereken önemli biyomekanik faktörlerdir (3). mplantlara Etki Eden Kuvvetler mplantlara etki eden kuvvetler vektör miktarlar olarak verilir. Kuvvetler üç boyutludur. Kuvvet komponentleri normal kuvvetler (s k ma ve çekme kuvvetleri) ve kayma kuvvetleri olarak iki grupta aç klan r. Normal kuvvetler yüzeye dik, kayma kuvvetleri paralel gelir. Her kuvvet verilen bir düzlemde normal ve kayma komponentlerine ayr l r. Ayn miktarda kuvvet yükün yönüne ba l olarak kemik implant birle iminde farkl etki gösterir. Proteze uygulanan kuvvetin büyüklü ü artt kça kemik implant birle imine etki eden kuvvet de artar (4). Kuvvetin momenti bir noktada dönme veya e ilme olu turur. Moment vektör olarak tan mlan r. Momentin büyüklü ü, kuvvetin büyüklü ü ve moment kolunun çarp m na e ittir. Moment kuvveti implant sisteminde oldukça zararl d r, kemik-implant ara yüzünde y k c olabilir; kemik kayb ve protezde k r lmaya yol açabilir. Bu nedenle kuvvet ve momentleri göz önünde bulunduran restorasyonlar n uygulanmas gereklidir. Protezlerin okluzal yüksekli i bukkolingual ve meziodistal yönde moment kolu olu turur. Lingual kuvvet ise implant n boyun k sm nda lingual transvers moment olu turur (4). Protezlerin uyumsuzlu u, destek implant n devaml statik yük ile yüklenmesine neden olur. Bu yüke ra men doku içinde yüksek biyolojik tolerans vard r (5). Ayr ca çi neme fonksiyonu ve parafonksiyon s ras nda da implant üzerinde yük olu maktad r. Bu yüklerin olu turdu u kuvvetler kemik üzerinde dinamik etkiye sahiptir ve sadece limitli bir zaman periyodunda uygulan r (6). Do al dentisyonda periodontal ligament stresleri absorbe etme yetene ine sahiptir ve di in hareketine izin verir. Ancak kemikimplant ara yüzünün böyle bir yetene i olmad için okluzyondan kaynaklanan stresler tamamen birle ime etki eder. Ara yüzün absorbe edebilece inden fazla stresler implant ba ar s zl na yol açabilir. Okluzal kuvvet, çi neme s ras nda kaslar n dinamik hareketi ile olu an kuvvettir. Okluzal kuvvetler kemikte strese neden olur. Maksimum okluzal kuvvetin vertikal komponentleri stres analiz çal malar nda statik yük olarak kullan l r. Ancak klinikte çi neme ve yutkunma s ras nda kuvvetler dinamik olarak etki eder. mplantlardaki stres analiz çal malar nda bilgisayar programlar n n dinamik yükü uygulama kapasiteleri s n rl oldu undan vertikal ve horizontal yükler kullan l r. Vertikal yük implant n yüklendi i yön aç s ndan, horizontal

3 DENTAL MPLANTLARIN B YOMEKAN VE SONLU ELEMANLAR STRES ANAL Z YÖNTEM UYGULAMALARI 89 yük implant çevresindeki kemikte en yüksek streslere neden oldu u dü ünüldü ünden önemlidir (7). Kuvvetler Kar s nda Kemik Cevab Kemik ekli, yo unlu u ve yap sal düzenlenmesi ile de i iklik gösteren canl bir dokudur. Kemik remodelasyonu karma k olaylardan olu ur ve baz faktörlerden etkilenir. Bu faktörler kemikteki mekanik yükleme, hormonlar, beslenme ve sinirsel etkile imlerdir. Osseointegre implantlar ve çevreleyen kemik tekrarlayan yüklemeye kar koyan fonksiyonel bir ünitedir. mplant n yüklenmesini takiben implant çevresindeki alveol kemikte devaml fonksiyonel adaptasyon gözlenir. Wolff yasalar olarak bilinen bu kavram kemik remodellinginin mekanik fonksiyondan etkilendi ini gösterir. Mevcut alveol kemik yüksekli inin devam için rapor edilen fonksiyonel stres psi aras ndad r. Bu s n r a an stresler kemik dokusunda dejenerasyona, dü ük stresler ise, kemik atrofisine neden olurlar. Kemik seviyesi, uygun implant ve protez dizayn ile korunur (8). Yüklenmi implantlar çevresinde radyoopasitede artma ve kemik trabeküllerinin yeniden düzenlenmesi fonksiyonel ihtiyac n artt n gösterir. Kemik remodellingi ile fonksiyon aras ndaki denge kuvvetin büyüklü ü, yükleme say s, kemi in tamir kapasitesi ve kemik ile implant ba lant s na ba l d r. A r yük terimi implant n kemi in kar koyma kapasitesini a an fonksiyonel yüklerle yüklenmesini belirten bir terimdir. Her biyomateryalde oldu u gibi kemikte de tekrarlayan yükleme yorgunlu a neden olur. Doku yorgunlu u, yükleme s ras nda dokuda geli en mikro çatlaklar n olu mas ve ço almas d r. Kemik, dokunun mekanik özelliklerinin azalmas n önlemek amac yla tamir olay n gerçekle tirir. Osseointegrasyon fonksiyonel kuvvetler ile kemi in tamir kapasitesi aras ndaki denge sa land sürece devam eder. Kemi in fonksiyonel kapasitesini a an biyomekanik yükler mikro çatlaklar n birikmesi ile tetiklenir ve kemik rezorpsiyonuna neden olur. Bu durumda kuvvetin uygulanmas ile mikro düzeydeki hasar artarak büyür, doku içinde veya kemik implant birle iminde mikro hareketlili e yol açar. Birle imdeki mikro hareketlilik implantta e ilme, kemik ile implant aras nda yumu ak doku tabakas n n geli mesine neden olur (9). Osseointegrasyonun bu ekilde kayb epitel ve ba dokusunun apikale ilerlemesine yol açar. Kemikimplant ara yüzünün bozulmas yükün s kl k ve büyüklü ü kadar bakteriyel invazyona da ba l d r. Mekanik a r yüklemenin ilerleyici kemik kayb na neden olmad, marjinal enfeksiyon varl nda bir etyolojik faktör oldu u rapor edilmi tir (10). Kuvvet letimini Etkileyen Faktörler mplanta etki eden kuvvet protez vas tas yla implanta, oradan kemik-implant ara yüzüne ve destekleyici kemi e iletilir. Fonksiyon gören bir implant n yükü çevre dokulara iletmesi önemli bir özelliktir ve implant ba ar s nda önemli bir rol oynar. mplant n uzun aks boyunca etki eden kuvvetler daha e it stres da- l m gösterir. Uzun aksa e imli gelen kuvvetler kemik-implant ara yüzünün baz bölgelerinde stres art na neden olurlar. Böylece implantta e ilme meydana gelebilir. Bunu önlemek için di siz bölgeye yeterli say da ve en uygun pozisyonda implant yerle tirilmelidir. Di siz alveol kretinin ekli son derece önemlidir. Uzun implantlarda e ilmeye direnç fazlad r. Rezorbe alveol kretlerinde k sa implantlar ve vertikal yüksekli i fazla olan kronlar a r yük olu turur. Rezorbe kretlerdeki bu a r yükü önlemek amac yla mandibula için bikortikal fiksasyon, maksilla için kemik transplantasyon i lemleri uygulanmal d r. mplantla tedavi edilen parsiyel di siz hastalarda en uygun protetik üst yap sabit restorasyonlard r. Hareketli protezler moment olu turucu etkilerinden dolay stres transferinde zararl olabilmektedir (11). mplant destekli protezlerin ço unda okluzal yüzey materyali olarak ok absorbe edici özelli inden dolay akrilik rezin tercih edilmektedir. Böylece kemik-implant ara yüzüne iletilen streslerin azalaca öne sürülmektedir. Bu görü ün teorik oldu u, rezin di lerin ok absorbe edici özelli inin in vivo çok önemli olmad çe itli çal malarda gösterilmi tir (12). Hobkirk ve Psarros akrilik ve porselen di ler aras nda çi neme kuvvetleri aç s ndan bir fark olmad n göstermi lerdir (12). Bassit ve arkada lar n çal malar nda farkl okluzal materyallerin implantlara fakl kuvvet iletmedikleri belirtilmi tir (13).

4 90 EMEL SOYKAN- GÜRCAN ESK TA ÇIO LU- EL F ÜNSAL- N LSUN BA I Okluzal kontaklar n bilateral ve anteroposterior da l m okluzal stabiliteyi sa lar. Böylece implant çevresinde daha uygun stres da l m elde edilmi olur (12). Okluzal formun amac, kuvvetlerin düzgün da t lmas d r. E er kuvvetler di in uzun aks na paralel yönlendirilirse, di ler büyük kuvvetlere dayanabilir. Okluzal konturun ekillendirilmesinde temel nokta sentrik temaslar n olu turulmas ve lokalizasyonudur (14). Stres Analizinin Amac Di hekimli inde kuvvetten bahsedilince güçlü çi neme kaslar n n uygulad çi neme kuvvetleri akla gelir. Bu kuvvetler çene kemiklerine di ler, kökleri ve periodonsiyumlar, protez materyalleri, implant protezlerinde implant n direk kemik temas yolu ile iletilir. Bütün bu kuvvet iletim yollar nda canl dokular n fizyolojik limitler içinde etkilenmesi, a r ve zararl stres birikimlerinin olmamas gerekir. Bu nedenle materyalde veya destek yap larda ortaya ç kacak stresin analiz edilmesi gereklidir. Biyolojik malzemelerde (kas, kemik, di, vücut s v lar gibi) stres analizi yapmak, tedavi ve protez malzemelerinde analiz yapmaktan zordur. Bu yüzden canl malzemenin modelinin haz rlanmas yoluna gidilmi tir. Stres analizlerindeki esas amaç, modelin gerçek organ ve dokulara ve restoratif malzemeye mümkün oldu unca benzemesi ve fonksiyonel uygulaman n da gerçekte organizmada etkili olan kuvvetleri iddet, yön ve tip olarak taklit edebilmesini sa lamakt r. Ancak bu ko ullarda analiz sonuçlar gerçe i yans t r ve bilimsel niteli i olabilir (15). Sonlu Elemanlar Stres Analiz Yöntemi Dental yap lar n geometrik yap s n n karma k olmas, oral dokular n mekanik özelliklerinin tam bilinememesi ve s n r ko ullar n n belirlenmesindeki güçlükler e itliklerin do ru olarak çözümünde analitik yöntemlerin kullan m na engel olmaktad r. Sonlu elemanlar stres analiz yöntemi, dental implantlara etki eden kuvvetlerin olu turaca streslerin de erlendirilmesinde de kullan lan teorik tekniklerdendir (1). Kökeni Ritz in 1909 da tan mlad nümerik analiz metoduna dayanmaktad r te mühendisler yap sal problemleri çözmek için bilgisayar kullanmaya ba lam lard r da Turner ve arkada lar n n yay mlad klar makale sonlu eleman analizinin geli iminde dönüm noktas olmu tur ta sonlu eleman teriminin kat l m yla yüksek h zl dijital bilgisayar kullanarak yap lar n nümerik analizi havac l k ve uzay endüstrisinde h zla geli me göstermi tir. Sonlu eleman analizini gerçekle tirmek pahal bilgisayar donan m gerektirdi inden ba lang çta havac l k, otomotiv, savunma ve nükleer endüstrilerde kullan lm t r. Zaman içerisinde uygulama ücretlerindeki azalma sayesinde mühendislik, t p ve di hekimli i gibi birçok bilim dal nda güçlü ve ekonomik analitik araç olarak yayg n kabul görmü tür (16, 17). Analizin yap labilmesi için ilk a ama, yap n n geometrik modelinin olu turulmas d r. Model iki veya üç boyutlu olabilir. Matematiksel model haz rlan rken gerçek boyut ve oranlara ba l kalmak gereklidir. Matematiksel modelin olu turulmas nda mümkün oldu unca boyutlar birbirine yak n geometrik alanlar kullan l r. Bu alanlara eleman; eleman n üç boyutlu koordinatlar sistemi içindeki yerini belirleyecek olan kö elerine ise, nokta ad verilir. Her nokta ve elemana bir numara verilir. Model olu turulduktan sonra incelenecek dokular n elastik modülüsü ve Poisson oranlar verilir. Böylece dokular n fiziksel özellikleri tan mlanm olur. Analiz amac na uygun olarak yer çekimi, statik ve dinamik yük ko ullar ve s artlar olu turulur. Bütün veriler serbest formatta bir yaz program nda liste eklinde haz rlanarak analize sunulur (16, 18). Yap n n materyali, s n r ko ullar ve yükler tam olarak modellenmelidir. Sonlu eleman modelinin uzay içinde serbest hareketini önlemek için herhangi bir yerinde belli bir serbestlik derecesinde ba lamak, s n rlamak gereklidir. Kullan lan materyal özellikleri lineer, elastik ve izotropik olabilir. zotropik materyaller yön ile de- i meyen özelliklere sahiptir. Bir materyal uygulanan kuvvete lineer orant l olarak yer de- i tirdi inde ve kuvvet ortadan kalkt ktan sonra deforme olmad nda lineer, elastik davran gösterir. mplantlarda Sonlu Elemanlar Stres Analiz Yöntemi Uygulamalar Ledley ve Huang n matematiksel bir di modelini geli tirmeleri ile sonlu elemanlar stres analizi yöntemi (SESA) di hekimli inde ara t rma yap lan alanlardan biri haline gelmi -

5 DENTAL MPLANTLARIN B YOMEKAN VE SONLU ELEMANLAR STRES ANAL Z YÖNTEM UYGULAMALARI 91 tir (19). Dental implantlarda SESA yöntemi kullan larak yap lan ilk çal ma 1973 te Tesk ve Widera taraf ndan rapor edilmi tir. Bu çal mada iki boyutlu ve aksisimetrik SESA yöntemi ile implant çevresindeki kemikte olu an stres da l mlar incelenmi tir. mplant yüzeyinin pürüzlülü ü stres iletimi aç s ndan güncel bir ara t rma konusu olmu tur. Vaillancourt ve arkada lar, düz yüzeylere sahip implanlarda kemik atrofisinin daha çok görüldü ünü bildirmi lerdir (20). Savedi ve arkada lar, düz ve pürüzlü yüzeylere sahip iki implant modelinin üç boyutlu SESA analizini kar la t rd klar çal malar nda, pürüzlü yüzeye sahip implant modelinde kuvvetlerin daha standart da l m gösterdi ini ve implant n apikal sahas nda stres olu mad n göstermi lerdir. Düz yüzeyli implant modelinde ise apikal sahada a r stres birikimi gözlemi lerdir. Bunun sonucunda, pürüzlü yüzeyin, do al di teki periodontal ligamentin ok absorbsiyon yetene ine benzer etki gösterdi ini ve bu nedenle daha ideal oldu unu bildirmi lerdir (21). Benzer ekilde, Cheng ve arkada lar düz yüzeye sahip implantlarda stresin de i meden iletildi ini ve pürüzlü yüzeyin bu nedenle tercih sebebi olabilece ini vurgulam lard r. Ek olarak, düz yüzeylerde stresi azaltabilmek için implant çap n n art r labilece i bildirilmi tir (22). Ayn ekilde, implant çap n n stres iletimi ile ili kisi pek çok ara t r c taraf ndan de erlendirilmi tir. Matsushita ve arkada lar n n vertikal ve lateral yüklemelerde implant çevresinde olu an streslerin implant çap ile olan ili kisini de erlendirdikleri çal man n sonuçlar, kompakt kemikte olu an streslerle implant çap aras nda ters ili ki oldu- unu ve geni implantlar n stres da l m aç s ndan tercih edilebilece ini göstermi tir (23). Pelizzer ve arkada lar, farkl çaplardaki implantlar standart kuvvet alt nda SESA ile de erlendirmi ler ve implant çap artt kça stres da l m n n daha elveri li oldu u sonucuna varm lard r (24). mplant n boyutlar kuvvetin transferinde oldukça önem ta yan bir faktördür. Maksimum stresin implant n boyun bölgesinde birikti i dü ünüldü ünde, boy/çap oran önemli bir faktördür (25). Mohammed ve arkada lar, farkl dizaynlarda de i ik çapa sahip implantlar n stres da l m n analiz etmi ler ve implant kal nl artt kça, peri implant sahada stresin azald n bulmu lard r. Ek olarak, paralel dizayn implant geometrisinin apikale do ru incelme gösteren konik tarza k yasla daha avantajl oldu unu bildirmi lerdir (26). Stres da l m n etkileyen bir di er önemli faktör implant n boyudur. Bourauel ve arkada lar, trabeküler ve kortikal kemik için, standart implanta k yasla, k sa implant kullan m n n stresi art rd n savunmu lard r (27). Ayn ekilde Tonillo ve arkada lar da, normal implant boyunu 11 mm kabul ettikleri çal malar nda daha k sa implantlar n stres da l m kar la t rmas n yapm lar, k sa implantlarda standart implanta k yasla kortikal kemikte %50 daha fazla stres ve trabeküler kemikte de %80 daha fazla stres olu tu unu gözlemlemi lerdir. K sa implantlarda, boyun k sm nda a r stres birikimi oldu unu vurgulam lard r (28). Benzer görü teki Lee ve arkada lar da, implant boyundaki art n streste azalmaya neden oldu unu belirtmi lerdir. Buna kar l k, Rieger ve arkada lar da, yapt klar SESA çal mas nda dü ük streslerin, yüksek stresler gibi kemik rezorpsiyonuna yol açabilece ini, implant boyutunun artmas n n bir noktadan sonra yarar sa lamayaca n savunmu lard r (29,30). mplant n geometrisi ve boyutlar kadar, planlamada yer alan implant miktar ile çoklu uygulamalarda uygulama aç lar da stres aç s ndan önemli bir faktördür (31). Papavasiliou ve arkada lar tek di implant çevresinde farkl kemik yüksekliklerinde olu an stresleri SESA yöntemi ile de erlendirmi lerdir. Bu çal man n sonuçlar, streslerin kompakt kemikte yo- unla t n ve okluzal yüzeye e imli gelen yüklerin stresleri on be kat art rd n rapor etmi lerdir (32). Papavasiliou ve arkada lar n n bir ba ka üç boyutlu SESA çal mas nda osseointegrasyon derecesinin kemik-implant ara yüzündeki stres da l m na etkisini incelemi lerdir. Osseointegrasyonun krestal ve apikal stresleri azaltt, sadece apikal osseointegrasyonun yüksek apikal streslere neden oldu u, krestal osseointagrasyonun ve vertikal yüklemenin stresleri azaltt sonuçlar ortaya ç km t r (33). Holmes ve Loftus implantlarda okluzal kuvvetlerin iletilmesinde kemik kalitesinin etkisini SESA yöntemi ile incelemi lerdir. Bu çal man n sonuçlar kal n kompakt kemik ve yüksek densitedeki trabeküler kemik yap s n n, implant n kemik içindeki mikro hareketini ve stres yo unlu unu azaltaca n göster-

6 92 EMEL SOYKAN- GÜRCAN ESK TA ÇIO LU- EL F ÜNSAL- N LSUN BA I mi tir (34). Bununla birlikte, implant destekli protezin okluzal yüklemede iletti i kuvvet veya kullan lan protezin okluzyon tipi de, implant stresi aç s ndan oldukça önemlidir. Bu konuda Eskitasc o lu ve arkada lar, implant destekli protezin maksimum yüzeyde okluzal temas sa lamas gerekti ini, total di sizliklerde kullan lan implant destekli overdenture protezlerin ise en ideal olarak fonksiyonel okluzyonu sa lamas gerekti ini vurgulam lard r (35,36). Chou ve arkada lar, farkl markalardan uygulad klar implantlar n iletti i stresi de erlendirdikleri çal malar nda, peri implant alanda maksimum stres azalmas n n kortikal kemik kal nl n n artt alanlarda oldu unu bulgulam ve ba ar l bir osseointegrasyon için cerrahi öncesinde kortikal kemik kal nl n n bilinmesinin faydal olaca n bildirmi lerdir (37). Ayn ekilde, Chang ve arkada lar da, özellikle lateral kuvvetlerin kemikte daha fazla gerilime neden oldu unu ve ilaveten, dü ük densiteli kemikte bu gerilimin %58.8 art gösterdi ini gözlemlemi tir (38). mplant ba ar s n etkileyen en önemli faktörlerden biri de, implant çevresindeki kemi in yüksekli idir. Kemik yüksekli inin fazla olmas, stres da l m aç s ndan avantajd r (39). Koca ve arkada lar, Tip 3 kemik modellerinde standart boyutta uygulad klar implantlar için be de i ik kemik boyu kullanm lar ve kemik boyu art n n dtres da l m aç s ndan daha avantajl oldu unu bildirmi lerdir (40). mplant etraf nda var olan kemik defekti, stres da l m n etkiler (41). Van Oosterwyck ve arkada lar implant n yerle tirilmesi s ras nda bukkal ya da lingual yüzeyde dehissens olu mas durumunda marjinal kemi e etki eden streslerin artt n ve bunun kemikte a r yüke neden olabilece ini belirtmi lerdir (42). Benzer bir çal mada Kitamura ve arkada lar, implant çevresinde vertikal ve çevresel defektler olu turmu lar ve stres da l m n SESA kullanarak analiz etmi lerdir. Vertikal defekte sahip modelde stresin artt n ve buna ba l rezorbsiyon derinli inde art oldu unu bulmu lard r. Çevresel defekt modelinde ise, kortikal kemi e iletilen stres sa l kl ve vertikal defektli modele k yasla daha azalm ken, trabeküler kemi e iletilen stres art göstermi tir. Buna ba l yine rezorbsiyon derinli i artm t r (43). mplantlarda ba ar oran yüksek olmas na kar- n literatürde farkl hasta gruplar n ve çe itli implant sistemlerini etkileyen ba ar s zl k raporlar da mevcuttur (44). Klinik ba ar s zl k sonuçlar alveol kemik kayb, implant n kayb veya fraktürüdür. mplant destekleyen kemik miktar ve yap s stres da l m n etkileyen faktörlerden biridir. Bu yüzden periimplantitis sonucu olu an kemik kay plar nda implanta etki eden kuvvetlerin implant destekleyen dokulardaki stres da l m ve miktarlar n n bilinmesi gerekmektedir. Ancak literatürde bu konu ile ilgili çal ma s n rl say dad r (45). Klinik olarak kullan m yayg n olan implantlarla ilgili stres analiz çal malar klinisyenin tedavi seçenekleri aç s ndan yönlendirici olacak ve ba ar oran n art racakt r. KAYNAKLAR 1-Caputo, AA, Wylie, RS. Role of biomechanics in periodontal therapy. Eri- im:[ rs/biomechanics/].eri im tarihi: Uysal, H. Kemi in mekanik özellikleri ve kuvvet alt nda geli tirdi i mekanik ve biyolojik davran lar. Oral mplantoloji Dergisi 1997; 4: Brunski, JB, Puelo, DA, Nanci, A. Biomaterials and biomechanics of oral and maxillofacial implants: Current status and future developments. Int J Oral Maxillofac Implants 2000;15 (1): Bidez, MW, Misch, CE. Force transfer in implant dentistry: Basic concepts and principals. J Oral Implantol 1992; 18 (3): Ak n-nergiz, N, Nergüz,, Schultz, A, Arpak, N, Niedermeier, W. Reactions of periimplant tissues to continious loading of osseointegrated implants. Am J Orthodontics Dentofacial Orthop 1998; 114: Duyck, J, Rønold, HJ, Oosterwyck, HV, Naert, I, Sloten, JV., Ellingsen, JE. The influence of static and dynamic loading on marginal bone reactions around osseointegrated implants: an experimental animal study. Clin Oral Implants Res 2001; 12: Chao, YL, Meijer, HJA., Oort, RPV., Versteegh, PAM. The incomprehensible success of the implant stabilised overdenture in

7 DENTAL MPLANTLARIN B YOMEKAN VE SONLU ELEMANLAR STRES ANAL Z YÖNTEM UYGULAMALARI 93 the edentulous mandible: A literature review on Transfer of Chewing forces to bone surronding implants. Eur J Prosthodont Restor Dent 1995; 3(6): De Tolla, DH, Andreana, S, Patra, A, Buhite, R, Comelle, B. The role of the finite element model in dental implants. J Oral Implantol 2000; 26(2): Tonetti, MS, Schmid, J. Pathogenesis of implant failures. Periodontol ; 4: Spiekermann, H, Donath, T, Jovanovic, S, Richter, J. Color Atlas of Medicine. Implantology. Thieme Medical Publishers, Inc., New York 1995; Glantz, POJ., Nilner, K. Biomechanical aspects of prosthetic implant borne recontructions. Periodontol ; 17: Lundgren, D, Laurell, L. Biomechanical aspects of fixed bridgework supported by naturel teeth and endoosseos implants. Periodontol ; 4: Bassit, R, Lindstr m, H, Rangert, B. In vivo registration of force development with ceramic and acrylic resin occlusal materials on implant-supported prostheses. Int J Oral Maxillofac Implants 2002; 17: Baran,. ki Tip Silindirik Endosteal mplant Alt Yap Üzerine Haz rlanm Üç De- i ik Tüberkül E imli Kron Tasar mlar na Uygulanan Vertikal Kuvvetlerin Olu turdu u Gerilimlerin Finite Element Stress Analysis Yöntemi ile ncelenmesi. Tez, Ankara, 1995; Ayd nl k, E, ahin, E. Di hekimli inde stres analizleri. Hacettepe Di Hekimli i Fakültesi Dergisi 1977; 1(1): Baran, NM. Finite Element Analysis on Microcomputers. McGraw Hill, Inc., 1998; Martin, HC, Carey, GF. Introduction to Finite Element Analysis. McGraw-Hill, Inc., 1973; Rockey, KC, Evans, HR, Griffiths, DW, Nethercot, DA. The finite element method. A basic introduction for engineers. Granada Publishing Limited,1983; Ledley, RS, Huang, HK. Linear model of tooth displacement by applied forces. J Dent Res 1968; 47: Vaillancourt H, Pilliar RM, McCammond D. Factors affecting crestal bone loss with dental implants partially covered with a porous coating: a finite element analysis. Int J Oral Maxillofac Implants May- Jun;11(3): Savadi RC, Agarwal J, Agarwal RS, Rangarajan V. Influence of Implant Surface Topography and Loading Condition on Stress Distribution in Bone Around Implants: A Comparative 3D FEA. J Indian Prosthodont Soc Dec;11(4): Cheng HY, Chu KT, Shen FC, Pan YN, Chou HH, Ou KL. Stress effect on bone remodeling and osseointegration on dental implant with novel nano/microporous surface functionalization. J Biomed Mater Res A Apr;101(4): Matsushita, Y, Kitoh, M, Mizuta, K, Ikeda, H, Suetsugu, T. Two dimensional FEM analysis of hydroxyapatite implants: Diameter effects on stress distribution. J Oral Implantol 1990;16(1): Pellizzer EP, Verri FR, de Moraes SL, Falcón-Antenucci RM, de Carvalho PS, Noritomi PY. Influence of the implant diameter with different sizes of hexagon. Analysis by FEM-3D. J Oral Implantol Apr Demenko V, Linetskiy I, Nesvit K, Hubalkova H, Nesvit V, Shevchenko A. Importance of diameter-to-length ratio in selecting dental implants: a methodological finite element study. Comput Methods Biomech Biomed Engin May Mohammed Ibrahim M, Thulasingam C, Nasser KS, Balaji V, Rajakumar M, Rupkumar P. Evaluation of design parameters of dental implant shape, diameter and length on stress distribution: a finite element analysis. J Indian Prosthodont Soc Sep;11(3): Bourauel C, Aitlahrach M, Heinemann F, Hasan I. Biomechanical finite element

8 94 EMEL SOYKAN- GÜRCAN ESK TA ÇIO LU- EL F ÜNSAL- N LSUN BA I analysis of small diameter and short dental implants: extensive study of commercial implants. Biomed Tech (Berl) Jan 26;57(1): Toniollo MB, Macedo AP, Rodrigues RC, Ribeiro RF, de Mattos Mda G. Threedimensional finite element analysis of stress distribution on different bony ridges with different lengths of morse taper implants and prosthesis dimensions. J Craniofac Surg Nov;23(6): Lee JS, Lim YJ. Three-dimensional numerical simulation of stress induced by different lengths of osseointegrated implants in the anterior maxilla. Comput Methods Biomech Biomed Engin Mar Rieger, MR, Adams, WK, Kinzel, GL. A finite element survey of eleven endosseos implants. J Prosthet Dent 1990; 63: Fazi G, Tellini S, Vangi D, Branchi R. Three-dimensional finite element analysis of different implant configurations for a mandibular fixed prosthesis. Int J Oral Maxillofac Implants Jul-Aug;26(4): Papavasiliou, G, Kamposiora, P, Bayne, SC, Felton, DA. Three dimensional finite element analysis of stress distribution around single tooth implants as a function of bony support, prosthesis type and loading during function. J Prosthet Dent 1996; 76: Papavasiliou, G, Kamposiora, P, Bayne, SC, Felton, DA. 3D FEA of osseointegration percentages and patterns on implant bone interfacial stresses. J Dent 1997; 25: Holmes, DC, Loftus, JT. Influence of bone quality on stress distribution for endoosseos implants. J Oral Implantol 1997; 3: Eskitascioglu G, Usumez A, Sevimay M, Soykan E, Unsal E. The influence of occlusal loading location on stresses transferred to implant-supported prostheses and supporting bone: A three-dimensional finite element study. J Prosthet Dent Feb;91(2): Yilmazi B, Karaagaclioglu L, Belli S, Eskitascioglu G. Evaluation of functional stress in different occlusion types of dentures supported by osseointegrated implants for edentulous patients by FEM. Journal of dental research; 2002 March, 81, special issue p: Chou IC, Lee SY, Wu MC, Sun CW, Jiang CP. Finite element modelling of implant designs and cortical bone thickness on stress distribution in maxillary type IV bone. Comput Methods Biomech Biomed Engin Jun Chang SH, Lin CL, Hsue SS, Lin YS, Huang SR. Biomechanical analysis of the effects of implant diameter and bone quality in short implants placed in the atrophic posterior maxilla. Med Eng Phys Mar;34(2): Yoon KH, Kim SG, Lee JH, Suh SW. 3D finite element analysis of changes in stress levels and distributions for an osseointegrated implant after vertical bone loss. Implant Dent Oct;20(5): Koca OL, Eskitascioglu G, Usumez A. Three-dimensional finite-element analysis of functional stresses in different bone locations produced by implants placed in the maxillary posterior region of the sinus floor. J Prosthet Dent Jan;93(1): Akca K, Cehreli MC. Biomechanical consequences of progressive marginal bone loss around oral implants: a finite element stress analysis. Med Biol Eng Comput Jul;44(7): Van Oosterwyck, H, Duyck, J, Sloten, JV, Van der Perre, G, Naert, I. Periimplant bone tissue strains in cases of dehissence: a finite element study. Clin Oral Impl Res; 13: Kitamura E, Stegaroiu R, Nomura S, Miyakawa O. Biomechanical aspects of marginal bone resorption around osseointegrated implants: considerations based on a threedimensional finite element analysis. Clin Oral Implants Res Aug;15(4): Esposito M, Thomsen P, Ericson LE, Lekholm U. Histopathologic observations on early oral implant failures. Int J Oral Maxillofac Implants Nov-Dec;14(6):

9 DENTAL MPLANTLARIN B YOMEKAN VE SONLU ELEMANLAR STRES ANAL Z YÖNTEM UYGULAMALARI Soykan E. mplant çevresindeki farkl kemik defektlerinde fonksiyonel kuvvetlerin olu turdu u stres da l m n n sonlu elemanlar stres analiz yöntemi ile de erlendirilmesi. Ankara Üniversitesi Di hekimli i Fakültesi Periodontoloji Anabilim Dal Doktora Tezi Yaz ma Adresi: Dr.Dt.Nilsun BA I Ankara Üniversitesi Di hekimli i Fakültesi Periodontoloji Anabilim Dal Be evler/ Ankara Tel: (312)